煤矿局部突出预测敏感指标实验研究

为研究大众煤矿局部突出敏感指标及其临界值,在大众煤矿二₁煤层取2个煤样,处理后分为干燥煤样和湿煤样。研究结果表明:在相同压力条件下,煤样的甲烷解吸量随着平衡压力的升高而增大,干燥煤样的初始解吸量和极限解吸量均比湿煤样大,初始解吸速度也比湿煤样快;钻屑解吸指标Δh₂和K₁随着平衡压力的升高而增大,而且干燥煤样的钻屑解吸指标Δh₂和K₁均比湿煤样要大。研究有效指导了大众煤矿的局部突出危险性预测。     

方山新井二1煤层掘进工作面煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值确定

为了确定出方山新井二₁煤层掘进工作面突出危险性预测敏感指标及临界值，通过分析煤样突出参数，初步确定出可诱导二₁煤层发生突出的主导因素，再依据工作面指标与瓦斯指标(瓦斯含量)的相关性，对比分析其敏感程度，从而确定出二₁煤层掘进工作面敏感指标为钻屑瓦斯解吸指标Δh₂值(主要指标)和钻屑量指标S值(辅助指标)。采用实验室测定、历史异常情况分析、现场跟踪考察相结合的研究方法，并通过扩大试验进行验证，确定出了其临界值为Δh₂=180 Pa、S=4.8 kg/m。结果表明，所确定的掘进工作面突出预测敏感指标及临界值符合矿井实际情况，能够有效保证煤巷安全高效地掘进。     

屯兰矿钻屑解吸指标敏感性研究

为了建立和完善屯兰矿防治煤与瓦斯突出技术体系,确定屯兰矿钻屑解吸指标K1和Δh2的相对敏感性,基于高压定容吸附解吸试验和钻屑解吸指标模拟测定,研究发现屯兰矿各煤层煤样的瓦斯吸附平衡压力与瓦斯解吸量呈幂函数关系,K1和Δh2呈线性关系;屯兰矿各煤层煤样第1 min的瓦斯解吸量比第4—5 min受吸附平衡压力的控制作用更明显;通过现场实测K1和Δh2指标,并结合最小均方差法分析认为屯兰矿各煤层K1比Δh2指标敏感。因此,屯兰矿各煤层进行突出危险性预测时,应选用钻屑解吸指标K1作为主要指标(敏感指标),以Δh2作为辅助指标。     

龙门峡南矿K1煤层工作面突出预测指标敏感性研究

工作面突出预测指标敏感性决定了突出预测的精准程度,为考察确定龙门峡南矿K1煤层工作面突出危险性预测敏感指标,结合煤与瓦斯突出诱导因素及矿井实际,确立了煤层赋存、地质构造及瓦斯含量为敏感指标的考察依据。通过初期考察初步确立了钻屑瓦斯解吸指标(K₁值、Δh₂)、钻孔瓦斯涌出初速度(q)以及钻屑量(S值)对反馈煤与瓦斯突出的敏感性,通过扩大性应用阶段验证了钻屑瓦斯解吸指标(K₁值)为K1煤层工作面突出预测敏感指标的合理性及可行性,对矿井实现高效精准的突出预测工作提供了指导,为类似矿井开展工作面突出危险性预测指标敏感性考察提供参考。     

龙山煤矿工作面突出预测敏感指标研究

为了研究安阳矿区龙山煤矿（煤与瓦斯突出矿井）局部突出敏感指标及指标敏感性大小的关系,以龙山煤矿二1煤层大巷煤柱工作面煤样作为研究对象,通过实验室吸附常数测定及120 min瓦斯解吸实验来测定实验煤样的瓦斯吸附解吸性能。结合现场的瓦斯地质资料以及实验测定的煤样瓦斯参数,采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1作为龙山煤矿工作面突出危险性预测的敏感指标进行研究。研究结果表明：实验煤样属于低水分、低灰分且具有较强的吸附解吸能力的贫煤;煤样瓦斯解吸具有初始解吸速度快、初始解吸量大的特点,且吸附平衡压力越高,瓦斯的总解吸量越大;钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1与瓦斯压力P呈现幂指数的函数关系,通过数据拟合得到了Δh2与K1之间的关系式;对二1煤层来说,钻屑瓦斯解吸指标Δh2敏感性大于K1。以上研究结果有效指导了龙山煤矿局部突出危险性预测工作。     

顺和煤矿二2煤层钻屑瓦斯解吸指标研究

为了使钻屑瓦斯解吸指标法更为有效地预测顺和煤矿二_2煤层局部工作面煤与瓦斯突出的发生,且得到最为敏感的预测指标,以钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2物理意义为研究基础,结合巴雷尔公式与瓦斯解吸量相等关系推导两钻屑瓦斯解吸指标之间的关系,并提取煤样进行实验室试验,拟合大量数据进一步提高两者的转换精度,并对其K_1与Δh_2的可靠性进行分析。得出结论:钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2呈线性关系,线性常数为0.001 6;其吸附平衡压力与所测钻屑瓦斯解吸指标值呈正相关;对于破坏类型较高的煤体,Δh_2相比K_1具有更高的敏感性和预测的准确性,因此顺和煤矿二_2煤层工作面煤与瓦斯突出的预测更适合选用钻屑瓦斯解吸指标Δh2。     

钻屑瓦斯解吸仪仪器因素对K1值的影响分析

为了保障钻屑瓦斯解吸指标K₁值测量准确，对K₁值的测定原理进行了研究，提出钻屑瓦斯解吸仪开发需要把握的关键要素有煤样质量G、煤样自放气开始至启动瓦斯解吸仪时的暴露时间t₀和各测点压力值p_i。基于影响K₁值测定结果的核心要素，从仪器结构、电子电路设计及理论算法等方面进行了分析，确定出开发环节影响仪器测量精度的因素，并提出了应该减少t₀误差、加快启动时间，重视漏气与堵管结构和算法等方面的设计建议，可供瓦斯解吸仪仪器开发者借鉴和参考。     

煤层吸附解吸规律及局部突出预测敏感指标研究

以大宁煤矿3号煤层为背景,研究了3号煤层软、硬煤的吸附解吸规律,同时对软煤、硬煤的突出预测敏感指标进行了实验室测定和现场验证。研究结论为:相同条件下,煤样的解吸量随着吸附平衡压力的升高而增大,而且软煤的初期解吸量比硬煤大,初期解吸的速度也比硬煤快;钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1值随着瓦斯吸附平衡压力的升高而增大,钻屑瓦斯解吸指标K1比Δh2可靠性更高。     

钻屑解吸指标(Δh2)与吸附平衡压力的关系研究

钻屑解吸指标(Δh_2)与煤与瓦斯突出的危险性紧密相关,为定量得出钻屑解吸指标(Δh_2)与吸附平衡压力的关系,采用解吸实验装置对软硬煤的解吸规律进行了定量研究。结果表明:吸附平衡压力越大,解吸量越大;同一吸附平衡压力下,软煤的瓦斯解吸量大于硬煤的瓦斯解吸量;软煤的钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2)大于硬煤的钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2),钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2)随着吸附平衡压力的增加而增加,钻屑瓦斯解吸指标(Δh_2)与吸附平衡压力满足指数函数关系,为防治煤与瓦斯突出提供了理论指导。     

钻屑瓦斯解吸指标临界值实验研究

针对钻屑瓦斯解吸指标临界值选取不合理、现场又难以考察的问题,在实验室测试了不同压力下钻屑瓦斯解吸指标K1,测试结果表明:钻屑瓦斯解吸指标随瓦斯压力的改变呈现出幂函数式变化,最小突出瓦斯压力下,煤的坚固性系数越小,钻屑瓦斯解吸指标越大;钻屑瓦斯解吸指标临界域为[0.62,0.76]。采用"三率"法对0.6 mL/(g.min1/2)作为3#煤层瓦斯解吸指标临界值进行了验证,结果表明0.6 mL/(g.min1/2)作为3#煤层瓦斯解吸指标临界值是合理的。     

钻屑瓦斯解吸指标临界值的确定及应用

为准确界定预测突出危险性的钻屑瓦斯解吸指标临界值,基于钻屑瓦斯解吸指标物理意义的解释和实验室条件下对屯兰煤矿2号煤层煤样解吸规律的分析,阐述了钻屑瓦斯解吸指标、瓦斯解吸量与平衡压力之间的关系;综合理论计算与现场实际情况,确定了屯兰煤矿2号煤层"高压力、低含量"的突出特征及其临界突出压力,并计算获得突出危险性预测钻屑瓦斯解吸指标K1的临界值为0.18 mL/(g·min0.5),Δh2的临界值为95 Pa,现场应用表明,所确定的临界值对突出危险性的预测更为准确,能够更好地保证矿井生产安全。     

湿煤样钻屑瓦斯解吸指标临界值研究及应用

为了提高湿煤样钻屑瓦斯解吸指标预测工作面突出危险性的可靠性,以铁法矿区大隆煤矿13#煤层为研究对象,实验室测定了该煤层不同瓦斯压力和含水率条件下钻屑瓦斯解吸指标Δh2;通过对同一瓦斯压力,不同含水率条件下Δh2指标变化规律及数据拟合分析,得出瓦斯压力相同条件下,Δh2与含水率呈现对数拟合关系;基于该相关关系对湿煤样含水率以及瓦斯压力临界值分析,确定大隆煤矿13#煤层湿煤样钻屑瓦斯解吸指标Δh2的临界值,对提高工作面预测的准确性和保障安全生产具有重要意义。     

通顺矿2~#煤层煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值确定

为筛选出煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标,通过对通顺煤矿2~#煤层4组煤样的吸附平衡实验数据拟合得出了2~#煤层吸附平衡压力p与钻屑瓦斯解析指标Δh_2和K_1之间的函数关系式,再通过模糊聚类分析同一工作面不同测点的钻屑瓦斯解吸指标K_1和Δh_2、钻屑量S,得出Δh_2的相对敏感度最大,所以选取Δh_2作为通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测的敏感指标,K_1和钻屑量S作为辅助性的参考指标。     

夏店矿3号煤层局部突出预测指标敏感性与临界值实验研究

通过夏店煤矿3号煤层煤样不同吸附平衡压力的瓦斯解吸数据,分析了钻屑瓦斯解吸指标(K1和Δh2)的敏感性及钻屑指标与瓦斯压力的关系。结果表明:夏店煤矿3号煤层局部突出指标Δh2的敏感性要高于K1值的敏感性,依据钻屑指标与瓦斯压力的幂函数关系,确定的钻屑指标Δh2临界值为200 Pa。能够有效指导煤矿的局部突出危险性预测工作。     

卧龙湖煤矿10煤层瓦斯解吸特性及突出敏感性指标研究

采用理论分析和实验室实验相结合的方法,以工作面回采期间现场工程实践进行跟踪考察,对卧龙湖煤矿10煤层钻屑瓦斯解吸指标敏感性进行了分析,通过对实验室测定的钻屑瓦斯解吸指标K1和Δh2值与实验室测定初始瓦斯解吸量进行对比,发现K1值比Δh2值更具可靠性。通过对钻屑瓦斯解吸指标K1和Δh2值与吸附平衡瓦斯压力P进行拟合,得到幂指数关系方程。通过对现场测定的钻屑瓦斯解吸指标K1,Δh2值进行对比分析,获得预测敏感指标的变化规律,分析钻屑瓦斯解吸指标K1,Δh2的敏感性,结果证明K1值敏感性高于Δh2。     

孟津矿钻屑瓦斯解吸指标临界值研究

为了消除石门揭煤过程中煤与瓦斯突出危险性,孟津矿采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2进行预测。通过煤与瓦斯突出能量方程及实验室测定的钻屑解吸强度和瓦斯压力的关系确定出孟津矿瓦斯突出压力临界值,进而推导出钻屑瓦斯解吸指标的临界值Δh2=200 Pa,结果表明:该临界值适合孟津矿,保证了煤矿安全生产。     

水分对卧龙湖煤矿8~#煤层钻屑瓦斯解吸指标的影响研究

为了研究水分对钻屑瓦斯解吸指标的影响规律,通过实验室注水实验,记录并分析煤样在不同水分含量下的钻屑瓦斯解吸指标。结果表明:钻屑瓦斯解吸指标随着瓦斯吸附平衡压力的增大而增大,且与瓦斯压力呈幂函数关系;钻屑瓦斯解吸指标随着含水量的增加而降低,且水分初始增加时,对其影响较大;不同水分含量下的钻屑瓦斯解吸指标临界值不同,现场应用时需要考虑煤层的实际水分含量,从而提高突出预测准确率。     

外加水分对煤中瓦斯解吸抑制作用试验研究

为研究外加水分对瓦斯解吸的抑制作用,在自制的实验装置上对不同外加水分煤样瓦斯解吸过程进行了测试.结果表明:水分具有抑制煤层瓦斯解吸的作用,当煤样水分由0.05％增至8.39％时,最大解吸瓦斯量由12.525 mL/g降至4.284 mL/g,降低65.80％,初始瓦斯解吸速度由2.07 mL/(g·min)降至0.33 mL/(g·min),降低84.06％;外加水对煤的最大抑制瓦斯解吸率为42.48％;瓦斯解吸指标随水分的增加呈现对数式减小,增加煤层水分,能够有效降低煤层瓦斯解吸指标值,实验条件下,当水分含量大于5.19％时,钻屑瓦斯解吸指标K1值降至消突临界值0.5 mL/(g·min1/2)以下.研究表明:采用煤层注水的方法来降低和消除煤层瓦斯突出危险性是可行的.     

钻屑瓦斯解吸指标与瓦斯含量关系的实验研究

依据煤矿钻屑瓦斯解吸指标K1值的测定原理,对山西晋城大宁煤矿3#煤层的6个煤样进行了K1与瓦斯压力p关系的测定,结合实测煤样的工业分析参数,研究了钻屑瓦斯解吸指标K1随煤层瓦斯含量W的变化特性,结果表明:钻屑瓦斯解吸指标K1与煤层瓦斯含量W之间有显著的相关性,两者之间呈现很好的指数函数关系,且在瓦斯含量低值区两者符合线性关系。     

钻屑瓦斯解吸指标与瓦斯含量关系的实验研究

依据煤矿钻屑瓦斯解吸指标K1值的测定原理,对山西晋城大宁煤矿3#煤层的6个煤样进行了K1与瓦斯压力p关系的测定,结合实测煤样的工业分析参数,研究了钻屑瓦斯解吸指标K1随煤层瓦斯含量W的变化特性,结果表明:钻屑瓦斯解吸指标K1与煤层瓦斯含量W之间有显著的相关性,两者之间呈现很好的指数函数关系,且在瓦斯含量低值区两者符合线性关系。