厚煤层煤巷掘进过程中煤壁瓦斯涌出规律研究

采用有限体积法对厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,得到不同条件下煤壁煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率。根据数值模拟结果,采用数据拟合曲线方式得到煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式。在此基础上得出在厚煤层煤巷掘进过程中煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式。研究结果表明,厚煤层煤巷掘进过程中煤壁瓦斯涌出速率与煤层条件和煤巷掘进速度密切相关,对控制矿井瓦斯涌出量具有一定的指导意义。     

煤巷机械化快速掘进瓦斯涌出规律分析

通过对机械化快速掘进煤巷瓦斯涌出的考察研究,建立了相关的瓦斯涌出预测模型,对煤巷快速掘进的瓦斯涌出来源和规律进行了统计分析,为煤巷快速掘进工作面瓦斯涌出预警和治理技术提供参考。     

煤巷掘进施工中的瓦斯涌出与防治

用数学方法分析了煤巷掘进施工中的瓦斯涌出规律，据此采用了有针对性的瓦斯治理措施，保证了安全生产。     

矿井掘进工作面瓦斯涌出规律分析

为防止掘进工作面瓦斯异常涌出给矿井安全生产带来影响,在掘进面瓦斯涌出量实测数据的基础上对其涌出规律进行了分析,研究了掘进工作面在不同巷道长度以及不同掘进速度条件下的瓦斯涌出规律,为矿井通风设计以及瓦斯治理提供参考数值。     

瓦斯矿井煤巷掘进瓦斯涌出影响因素分析及防治

针对党家河煤矿102回风顺槽煤巷掘进长度超过800 m后回风流瓦斯涌出量超限这一安全问题,开展了煤层瓦斯基础参数测定、掘进工作面瓦斯来源构成分析,及以此为基础的瓦斯防治技术研究。提出并实施了防治掘进工作面瓦斯超限措施,保证了矿井的安全生产,为瓦斯矿井、低瓦斯煤层掘进工作面瓦斯防治,探索了新途径。     

掘进煤巷瓦斯渗流模型及运移规律研究

以煤巷掘进时瓦斯渗流模型为背景,根据瓦斯渗流方程、瓦斯含量方程、瓦斯气体状态方程、连续性方程,建立了煤巷掘进过程中瓦斯渗流模型,基于Comsol Multiphysics软件模拟了煤巷掘进过程中用围煤体瓦斯运移规律.结果表明:巷道掘进后,周围煤体内瓦斯压力呈对称性分布,且随着径向距离的增加逐渐减小.随着时间的增加,距离巷道煤壁不同距离的瓦斯压力和瓦斯含量逐渐减小,当达到一定时间后,在巷道周围形成具有一定宽度的瓦斯卸压保护带.瓦斯渗流速度与径向距离呈负指数函数关系,巷道周围煤体瓦斯渗流速度随着径向距离的减小呈跨数量级增加,渗流速度在巷道煤壁处达到最大.现场测试结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟的正确性.     

煤巷瓦斯涌出规律及其连续性积分模型

本文通过对煤层巷道掘进时煤壁瓦斯涌出规律的研究，提出了连续积分模型，通过解析求解得出了煤巷掘进时瓦斯涌出的不均匀准数及其变化规律。通过解析求解得出的煤巷掘进瓦斯涌出量表达式，比计算机求解更加明确地指出了影响涌出量的因素及其相互关系。为煤巷瓦斯涌出预测和处理提供了理论和方法。     

基于瓦斯涌出量的煤巷瓦斯排放带宽度研究

煤巷瓦斯排放带宽度是指导瓦斯防治、瓦斯含量直接法测定煤样采取深度等的重要数据。利用现有煤壁瓦斯涌出物理、数学模型研究了煤巷瓦斯排放带宽度及排放规律;推导出煤巷充分排放时瓦斯排放带宽度计算公式,并研究了煤巷瓦斯排放带宽度随时间的变化规律,通过现场实测考察验证了理论的正确性。     

永固煤矿高瓦斯区掘进面的瓦斯涌出规律及涌出量预测

根据中央采区深部煤层瓦斯含量和煤巷瓦斯涌出量的实测结果确定了3煤煤层的瓦斯风化带深度和瓦斯含量梯度 ,分析了掘进工作面的瓦斯涌出规律 ,提出了中央采区高瓦斯区煤巷掘进工作面瓦斯涌出量的预测公式。     

浅埋厚煤层开采地表导气裂缝分布规律研究

为了确定浅埋厚煤层开采地表漏风范围,基于串草圪旦煤矿6104工作面生产技术条件,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,对浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝及导气裂缝的分布规律进行了研究。研究结果表明：浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝可分为开切眼侧永久裂缝区,以及随工作面推进动态分布的裂缝产生区、裂缝贯通发展区和裂缝闭合区;6104工作面裂缝贯通发展区范围为滞后工作面0～100 m。实测6104工作面导气裂缝分布区滞后工作面0～80 m,且导气能力随裂缝滞后工作面距离的增大而降低。     

煤矿瓦斯爆炸后巷道内超压及温度分布规律研究

基于气体爆炸动力学强冲击波爆炸等相关理论,根据瓦斯爆炸释放的能量,推导出爆炸后巷道内的超压、温度与至爆炸点距离的非线性计算公式,将计算值与试验值进行对比分析,得到瓦斯爆炸后冲击波的衰减规律,即爆炸后瞬间随传播距离的增加,巷道内超压和温度也都逐渐衰减。     

煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统的开发

根据煤与瓦斯突出理论、模糊数学知识和计算机技术,研究开发了煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统,实现了计算机对煤巷炮掘工作面的突出危险性预测管理。该系统实现了由静态预测预报变为动态预测预报,由间隔预测预报变为半连续预测预报,可提高炮掘工作面煤与瓦斯突出预测的可靠性,并对有突出危险工作面进行及时报警,从而防止发生煤与瓦斯突出。采用钻屑指标法、瓦斯峰谷比值法、地质因素法和综合指标法作为突出预测方法,并将煤巷炮掘工作面的突出危险性划分为突出危险、突出威胁和无突出危险3类。     

大倾角沿空巷道矿压显现规律实测研究

大倾角煤层沿空巷道因处于显著的各向异性环境中而难以维护。该类型巷道矿压显现规律与近水平沿空巷道明显不同。在现场实测的基础上,采用实测矿压资料和现代矿压理论相结合,对大倾角沿空巷道的矿压进行研究。结果表明,大倾角沿空巷道矿压显现的重要特征是底板呈斜坡状的剧烈底鼓,围岩运动具有明显的各向异性,巷道支护应重视对底鼓的主动控制。     

城山煤矿3B号煤层瓦斯地质规律研究

为了防止城山煤矿3B号煤层的瓦斯事故,掌握城山煤矿的瓦斯赋存特征,采用定性、定量相结合的方法建立数学模型,研究了地质构造、煤层顶底板岩性、煤层埋深对瓦斯赋存的影响和煤与瓦斯突出危险性分区分带特征。结果表明：城山煤矿3B号煤层构造复杂区域为瓦斯含量高集中带,煤层顶底板的岩性坚硬致密有利于瓦斯的保存;随着埋深的增加,瓦斯含量、瓦斯涌出量越来越大,瓦斯含量梯度高达3.01 m3/（t·hm）;在埋藏深处瓦斯压力增大,围岩透气性降低,特别在构造复杂区煤体破坏严重,煤层瓦斯压力达到0.74 MPa的区域,确定为突出危险区。     

单一突出煤层底板抽放巷优化布置方案研究

为考察单一突出煤层中采用底板瓦斯巷预抽瓦斯的消突效果,在平宝公司矿井单一突出煤层下10m处布置底板抽放巷,分别提出两巷道中心对中心垂直投影距离为0、10、20m以及煤巷外帮对岩巷内帮垂直投影距离为1m等4种钻孔布置方案。结果表明：第3、第4种方案相比第1、第2种方案,每组钻孔钻进距离分别减少20-83、11-74m,施工时间分别减少100-180、80-150min,百米巷道治理周期缩短2-3d,抽放瓦斯体积分数提高10％左右。采用第3、第4种方案后,虽巷道应力分布集中、变形量较大,但通过高强锚网索支护,完全可满足安全生产需要。     

聚德井田煤层瓦斯赋存规律研究

 本文根据聚德井田地质构造特征，运用瓦斯垂直分带理论，结合煤层瓦斯含量及气体组分的测定结果，得出聚德井田范围内4号、5号煤层处于瓦斯风化带，8号煤层部分处于甲烷带；并对处于甲烷带内的8号、9号煤层瓦斯含量与埋深关系进行了回归分析，得到了聚德井田8号、9号煤层瓦斯含量分布规律。     

胜利煤矿44~#煤层瓦斯地质规律分析

在分析胜利煤矿地质构造演化及分布特征的基础上,结合大量的实测数据,研究矿井地质构造、顶底板岩性、煤层底板标高对瓦斯赋存的影响。对胜利煤矿瓦斯地质规律做了详细阐述,对瓦斯涌出量和煤与瓦斯区域突出危险性进行了预测。结果表明:本煤层瓦斯含量整体随埋藏深度增加而增加;断层处瓦斯赋存存在异常,特别是在断层破碎带尤为明显。     

煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出危险性研究

 通过分析含瓦斯煤体的力学性质及其破坏类型,说明了突出的发生是由于含瓦斯煤的Ⅱ类破坏和瓦斯高速渗流耦合作用的结果,为掘进工作面前方煤体的应力分布特点及防止突出的发生提供了理论依据。分析了煤巷掘进过程中卸压区宽度与突出危险性的关系,推导出煤巷巷帮在支护条件下的卸压区安全宽度公式,并针对某矿区的实际情况进行了验证。所得结论对预测预报掘进工作面突出、合理确定巷道支护形式具有重要的意义。     

阳泉矿区瓦斯涌出规律研究及其综合治理

为给煤矿瓦斯灾害治理提供依据,以阳泉矿区为研究对象,对瓦斯涌出规律进行了分析,发现瓦斯涌出的主要影响因素有开采深度、回采工艺、地质构造、水文地质等;据此提出了开采保护层卸压增透抽采瓦斯、地面钻井抽采瓦斯以及高抽巷和防突巷的瓦斯抽采技术等瓦斯治理措施;最后指出了瓦斯作为宝贵的优质洁净能源,应充分贯彻安全高效煤与瓦斯共采和采煤-采气一体化开采理念。