煤层变形与瓦斯运移耦合系统的数值响应

为了揭示煤炭开采过程中煤层变形运动与瓦斯运移之间存在的复杂耦合作用,以煤层孔隙度和瓦斯压力为桥梁建立了煤层变形运动与瓦斯在煤层中运移的耦合动力学模型.通过理论分析和计算机编程模拟研究了低瓦斯煤层、高瓦斯非突出煤层和高瓦斯突出煤层变形与瓦斯运移的耦合运动,给出了煤层渗透率分布曲面图以及瓦斯流量的时间历程曲线.计算结果表明,所模拟的低瓦斯煤层中瓦斯运移不发生失稳,且瓦斯涌出量的稳定值在0.2 m3/min以下;高瓦斯非突出煤层中瓦斯的运移也不会发生失稳,但是瓦斯涌出量的稳定值大于4.8 m3/min;高瓦斯突出煤层中瓦斯的运移发生失稳.基于显式快速Lagrange算法编程计算的煤层变形与瓦斯运移耦合系统数值响应与实际相符.     

近距离上保护层开采覆岩移动及瓦斯卸压模拟研究

为研究近距离上保护层开采覆岩移动规律及被保护层应力变化规律,以老石旦矿地质资料为背景,通过相似材料模拟试验,探讨17_(-1)煤层开采对13煤层煤顶底板条件、应力变化及瓦斯卸压等方面的影响。通过模拟研究,得出了17_(-1)煤层覆岩运移规律及垮落特征、13煤层应力变化特征及瓦斯卸压运移储集规律。为相同地质条件的含瓦斯多煤层开采提供理论参考依据。     

围岩裂隙演化与采动卸压瓦斯储运的耦合关系

采用单元法实验,研究了平煤新峰四矿12160回采工作面煤层开采过程中上覆岩层裂隙变化规律,发现了裂隙带的演化是一个动态变化的过程,瓦斯储集和输运也是一个动态变化的过程.分析了采空区瓦斯在裂隙中运移规律,进而研究了开采过程中卸压瓦斯储集与采场围岩裂隙的动态演化过程之间的耦合作用关系.以期为瓦斯的防治提供理论依据.     

工作面风流流场及瓦斯分布规律计算机模拟

通过理论分析和数值模拟,系统的将开采煤层和近距离煤层卸压储集和运移规律与采动覆岩移动、裂隙演化过程有机的结合起来,发现了近距离保护层开采过程中的煤岩体裂隙动态时空演化风流流场分布规律及瓦斯分布规律,揭示了近距离保护层开采上隅角、采煤机附近和支架顶部区域瓦斯积聚原因。     

围岩裂隙演化与采动卸压瓦斯储运的耦合关系

采用单元法实验，研究了平煤新峰四矿12160回采工作面煤层开采过程中上覆岩层裂隙变化规律，发现了裂隙带的演化是一个动态变化的过程，瓦斯储集和输运也是一个动态变化的过程．分析了采空区瓦斯在裂隙中运移规律，进而研究了开采过程中卸压瓦斯储集与采场围岩裂隙的动态演化过程之间的耦合作用关系．以期为瓦斯的防治提供理论依据．     

煤层巷道瓦斯动态涌出与瓦斯压力耦合关系的研究

以煤层瓦斯的单向运移数学模型为理论基础,对煤层巷道暴露之后其两帮瓦斯压力分布以及瓦斯涌出规律进行了数值分析,得出煤层巷道瓦斯涌出是一个受多因素影响的复变函数的结论。通过现场实测得出了煤壁瓦斯涌出以及暴露点瓦斯涌出随时间衰减的近似负指数函数关系式。在此基础上结合煤层瓦斯单向运移数学模型,研究了煤壁瓦斯涌出趋于稳定时,煤层巷道掘进对煤壁瓦斯卸压产生的影响,得出了卸压煤层瓦斯压力与煤壁面距离的近似函数关系,对煤层瓦斯压力的准确测定具有一定的指导意义。     

电化学强化煤瓦斯解吸渗透机理初步研究

针对煤瓦斯的储集运移特性,提出了通过电化学强化煤瓦斯解吸渗透性以提高煤层瓦斯抽放率和抽放效果的研究思路。对电磁场和地电场强化煤瓦斯解吸渗透机理进行了分析,提出了电化学强化煤瓦斯解吸渗透的研究方法,并对其可行性进行了分析,为实现电化学强化煤瓦斯解吸渗透提供基础理论依据。     

煤层钻孔瓦斯抽放参数模拟与应用

为了优化煤层钻孔瓦斯抽放参数,结合质量守恒定律和煤层瓦斯运移理论,以煤层抽放钻孔附近的瓦斯流场为研究对象,建立了瓦斯运移的数学模型。并以薛湖煤矿2307机巷掘进工作面为例,采用MATLAB对煤层钻孔瓦斯流场进行了数值模拟,并与矿井的实际瓦斯抽放情况作了对比分析,得出了适应该矿区煤层的瓦斯抽放参数。     

基于数字图像处理技术的煤层瓦斯渗流过程数值模拟

在考虑克林肯伯格（Klinkenberg）效应、瓦斯解吸效应以及煤层压缩性对于煤层渗透性影响的基础上，提出煤层瓦斯运移的气-固耦合方程.利用基于数字图像的技术进行煤体非均匀结构特征的数值表征，通过数值分析研究了煤层内部结构对于瓦斯运移规律的影响，探讨煤层孔隙结构的非均匀性对于瓦斯运移过程的控制机制.研究表明，基于数字图像的技术是进行煤体的非均匀性表征的一个手段;克林肯伯格（Klinkenberg）效应、瓦斯解吸效应和煤层的骨架受力变形都是控制瓦斯运移的重要因素.     

低渗透性煤层卸压瓦斯抽采机理研究

针对高瓦斯、低渗透性松软煤层的赋存条件,通过相关力学理论研究,建立了煤层变形与瓦斯运移耦合的动力学模型,研究了当煤层变形时,瓦斯气体在孔隙内非Darcy渗流的特点,并引入了非Darcy流β因子和加速度系数2个参量,有效地揭示了煤层瓦斯运移规律的客观本质.根据卸压瓦斯渗流及运移特点,在淮南矿区顾桥矿实施了保护层卸压、地面钻井抽采卸压瓦斯的工程实践,初步建立了适合淮南矿区的卸压瓦斯抽采模式.     

高瓦斯回采工作面瓦斯治理实践

新兴煤矿219工作面采用了调整风量、风障引风、调压通风、本煤层预抽、边采边抽及采空区钻孔抽放等措施综合治理采面瓦斯,并取得了预期的治理效果,为该矿的安全生产打下了一个坚实的基础,也为该矿开采高瓦斯煤层时提供了较为适宜的瓦斯治理方法。     

高瓦斯工作面瓦斯治理

鸡西矿业集团公司东海煤矿通过采用高瓦斯工作面瓦斯综合治理方法,取得了较好的效果。文章主要介绍了高瓦斯工作面的瓦斯综合治理技术,具有一定的指导意义。     

测定瓦斯抽放管路流量的涡街气体流量计设计

通过与煤矿管道瓦斯抽放中采用的孔板流量计相比较,涡街流量计是煤矿瓦斯抽放管道流量测量的理想仪表。为了解决在小流量测量和管道周围存在周期振动的场合下涡街流量计显示出的不足,提出了一种新的信号处理法。通过大量试验证明,设计出了适合在煤矿瓦斯抽放管路中使用的新型涡街流量计。     

基于混源气计算模型的煤油气共存采空区瓦斯定量分析

为了查明黄陵二号煤矿203工作面采空区煤层气与油型气混源瓦斯的构成比例,通过分析采空区瓦斯涌出来源,建立了煤层气与油型气混源构成比例同位素的计算模型,并利用该模型计算得出:203工作面采空区中油型气占比为77.61%,煤层气占比为22.39%。模型计算结果与统计法获得的油型气和煤层气构成比例相比误差为1.9%,验证了混源天然气比例计算模型的合理性。     

采空区瓦斯流动规律及分源抽放技术的应用

为降低回采工作面采空区的瓦斯涌出及上隅角瓦斯浓度,对采空区顶板裂隙变化及瓦斯流动规律进行了理论分析,基于此,对主焦煤矿21141工作面的瓦斯抽放提出了分源抽放的综合治理方法,即上隅角采用埋管抽放,顶板裂隙内瓦斯采用高位钻场钻孔抽放。应用结果表明:分源抽放技术的应用使得21141回采工作面上隅角瓦斯体积分数由原来的0.6%左右下降到0.4%,高位钻场单孔瓦斯抽放体积分数平均为34%,瓦斯流量为0.062 m3/m in,这在一定程度上降低了采空区瓦斯的涌出量,保证了工作面安全生产。     

基于瓦斯地质理论的矿井瓦斯含量与涌出量预测

运用瓦斯地质理论与方法,通过对瓦斯赋存逐级控制特征与地质构造特点的分析,研究矿区矿井的瓦斯赋存特征和瓦斯地质规律,对其瓦斯涌出量和瓦斯含量做出了预测分析。     

瓦斯压力随瓦斯量变化的特性

根据范氏气态方程,结合实例分析说明,在瓦斯温度和贮存瓦斯容器的容积一定的条件下,瓦斯压力总是随着容器中的瓦斯量的增大而增大,但这种增大不是直线上升,而是一个由减速增大过渡到加速增大的过程。     

低瓦斯矿井预防瓦斯突出的对策研究

近年来,我国发生了4起低瓦斯矿井瓦斯突出的事故。通过分析,认为低瓦斯矿井发生瓦斯突出事故有以下原因:管理上对于低瓦斯矿井发生的瓦斯异常现象不重视;技术上对低瓦斯矿井瓦斯低的原因不清楚,另外低瓦斯矿井升级不及时。并提出了预防低瓦斯矿井的瓦斯突出的对策:密切关注瓦斯异常区域,运用瓦斯地质理论分析低瓦斯矿井瓦斯低的原因,划出瓦斯风化带的下限,发生瓦斯动力现象后,及时升级。     

煤矿瓦斯抽放站提高瓦斯利用率的研究

杜儿坪矿坚持瓦斯治理先抽后采的方针,积极做好瓦斯综合利用,先后建成瓦斯抽放泵站和瓦斯发电厂,减少了温室气体排放,提高了企业效益.文章对杜儿坪矿瓦斯利用现状进行简介,并对杜儿坪如何提高瓦斯利用率的实践经验进行探讨.     

低瓦斯矿井高瓦斯区域工作面瓦斯治理技术

为了解决低瓦斯矿井高瓦斯区域工作面瓦斯治理的问题,针对四侯煤业3105工作面在回采期间需通过多个地质异常区域,存在工作面上隅角瓦斯超限的隐患,通过建立瓦斯监测体系,采取上隅角切顶控制悬顶、上隅角瓦斯抽放及高位钻孔抽采等瓦斯治理技术措施,可以有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。