煤与瓦斯突出机理研究进展

随着煤矿开采深度的加大,煤与瓦斯突出这一灾害日益严重,因此需对突出机理作深入研究。本文综述了瓦斯作用说,化学本质说,地应力作用说和综合假说。指出进一步的研究应把瓦斯因素、煤的物理力学性质和结构特性的影响结合起来,从时间和空间上分析含瓦斯煤岩的强度、形变、流变、集气性和物理化学性等变化规律,最终解决煤与瓦斯突出机理问题,尤其是煤与瓦斯延迟突出机理问题。     

煤与瓦斯突出粘滑机理研究

根据煤与瓦斯突出的地质力学模型,设计了煤与瓦斯突出过程摩擦滑动模拟实验系统,对地应力、瓦斯、煤体结构等因素的作用机理进行模拟研究,发现在煤与瓦斯突出过程中存在粘滑失稳现象,其特征受多种因素影响;提出了煤与瓦斯突出的粘滑失稳机理;对煤与瓦斯突出中的振动波动、延期突出及突出间歇等现象进行了新的理论解释,指出煤与瓦斯突出粘滑失稳伴生的AE等物理现象对瓦斯突出非接触式连续预报有重要理论意义。     

掘进巷道蝶型煤与瓦斯突出机理猜想

借鉴巷道蝶型冲击地压理论及非线性动力系统理论,提出了掘进巷道蝶型煤与瓦斯突出机理的猜想,认为掘进巷道煤与瓦斯突出的力学本质是巷道掘进工作面前方极短时间内出现一定程度的蝶形塑性区增量,引发围岩内弹性能与瓦斯能的叠加并迅速释放,进而发生煤与瓦斯突出。从蝶型冲击地压与蝶型煤与瓦斯突出在塑性区变化规律上的一致性及突出能量源的大小等方面对猜想的合理性进行了论证,构建了煤与瓦斯突出危险性的评估指标体系,提出了发生煤与瓦斯突出的强度、应力、角度和触发事件等4个必要条件,确定了发生煤与瓦斯突出的充分条件;首次对煤与瓦斯突出现象、发生条件与过程进行了定量分析与定量(非定性)解释。研究成果为煤层巷道煤与瓦斯突出的预测、预报和防治提供了全新的思路。     

煤与瓦斯突出机理及主要影响因素研究现状

煤与瓦斯突出是煤矿灾害的典型类型之一,是一种复杂的动力现象,其后果是破坏性、灾难性的。为进一步系统了解煤与瓦斯突出机理及其当前的研究现状,给后续学者研究煤与瓦斯突出及其防治技术提供参考,通过查阅国内外大量文献,总结了煤与瓦斯突出机理及主要影响因素方面的研究成果。阐述了突出机理的3种主要假说,概括了煤与瓦斯突出的发生、发展过程;统计了针对突出机理的研究手段及各类方法占比,并分析了研究方法差异化、多样化的原因,提出了更为科学、合理的研究手段。概括了煤与瓦斯突出影响因素的主要类型,并构造了影响因素结构示意图;总结了学者们对影响因素研究的侧重点,分析了各影响因素对突出强度的影响。指出了当前研究的不足之处,并对今后在煤与瓦斯突出方面的研究提出了建议。     

煤与瓦斯承压散体失控突出机理的初步研究

为正确认识煤与瓦斯突出机理,将突出煤体视为煤与瓦斯承压散体,提出并初步研究了煤与瓦斯承压散体失控突出机理.先介绍了突出煤体视为散体的可行性,再根据牛顿第二定律导出煤与瓦斯承压散体的动量方程,结合突变理论导出煤与瓦斯承压散体运动突变势函数,并分析了承压散体失控突出机理对突出过程的描述、运动突变条件、影响煤与瓦斯突出因素,最后用现场煤样在伺服岩石力学试验机做煤样力学性能和水渗透性能实验来验证该机理的正确性.     

能量转移论在预防瓦斯突出分析中的应用

根据事故致因理论的能量意外释放论,结合煤与瓦斯突出假说中的瓦斯作用说及瓦斯突出综合能量假说理论,从系统安全科学的角度对煤与瓦斯突出的原因进行了分析;有利于对煤与瓦斯突出机理的进一步认识;笔者运用系统安全科学的观点提出了防治煤与瓦斯突出的对策。     

可燃冰和煤与瓦斯突出的关系——兼论煤与瓦斯突出机理

通过对可燃冰的特性及其生成和保存条件的分析研究,提出了在一些煤层的部分区域可能存在着可燃冰的观点,并据此解释了突出煤层自行揭开突出瓦斯量远远超出煤层含量、二次突出等目前突出机理不能圆满解释的现象;相应提出了完善瓦斯突出机理,改进突出预测预报方法和防突措施的建议。     

煤与瓦斯突出预报研究

介绍了煤与瓦斯突出机理,重点阐述了煤与瓦斯突出预报方法及其在实际中的应用,在分析我国突出预报现状的基础上,讨论了突出预报的发展趋势.     

国内外煤与瓦斯突出预测的新方法

阐述了煤与瓦斯突出的机理,重点介绍了国内外煤与瓦斯突出预测的新方法。     

煤与瓦斯突出流体动力学机理研究

煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的重大灾害,近年来随着对深部煤炭资源需求增加,煤和瓦斯突出次数和强度也日趋严重。运用流体动力学基本原理探讨突出过程中瓦斯气体压强和流速变化,研究表明游离态瓦斯气体在煤岩体内高速流动时产生的压强波可在煤层裂隙网中不断积累传播。而煤层中压强波的出现不仅能够改变裂隙中瓦斯气体流速和压力并扩展煤层裂隙,使含瓦斯煤岩体孔隙结构破坏,最终导致煤与瓦斯突出灾害发生。     

管内瓦斯爆炸传播影响因素及火焰加速机理分析

基于瓦斯爆炸机理,对管内瓦斯爆炸传播影响因素和火焰加速机理进行了分析,得出了管内瓦斯爆炸传播影响因素和火焰加速机理,影响因素有:管道因素、混合气体的浓度、混合气体的性质、瓦斯在管道中的充填长度、障碍物、点火方式和点火位置、环境条件,不同的影响因素在不同时期和不同状态时起着不同的作用;火焰加速机理有:在气相燃烧理论中的压力波与燃烧阵面相互作用而导致界面不稳定性理论;由火焰产生的前驱冲击波对未燃混合物的加热和压缩的正反馈机理;火焰阵面微分加速机理;火焰阵面湍流加速机理等.在管内瓦斯爆炸传播过程中,火焰传播有多种加速机理,具体哪种机理对瓦斯爆炸传播起主导作用,取决于加速时间、距离长短、管道具体情况等影响因素.     

煤与瓦斯突出机理分类研究构想及其应用探讨

针对目前各种地质和采动条件下突出发生的机理没有完全掌握,突出事故仍时有发生的现实背景,提出了煤与瓦斯突出机理的分类研究构想,在此基础上构建了爆破扰动构造煤岩突出的物理模型,分析了爆破应力波在3种不同爆破介质中的传播规律及其对构造煤岩的损伤破坏和瓦斯赋存状态的影响,并利用自主研制的气固耦合爆破试验装置进行了模拟实验。研究发现,"地质弱面体"为突出的发生提供了松软煤体、瓦斯赋存空间、异常应力和突出启动的弱面环境;爆破应力波从岩层或者原生结构煤层入射到"地质弱面体"会发生波的透射和反射,反射的拉伸应力波产生的拉应力集中分布在波阻抗发生变化的区域;"地质弱面体"加强爆破应力波的反射拉伸和爆破振动的累积效应导致煤岩体裂隙增加,为瓦斯的流动提供通道,当煤岩体的强度不能抵抗瓦斯内能和煤岩体的弹性潜能时将会发生煤与瓦斯突出。     

瓦斯流动理论及突出机理的探讨

煤与瓦斯突出在短时间内使煤和瓦斯以极快的速度喷向巷道或采掘工作面,是威胁煤矿安全生产的重要隐患。通过分析瓦斯在煤层中的流动,并结合我国煤与瓦斯突出矿井的具体实例,对煤与瓦斯突出的机理进行了探讨与分析。     

瓦斯流动理论及突出机理的探讨

煤与瓦斯突出在短时间内使煤和瓦斯以极快的速度喷向巷道或采掘工作面,是威胁煤矿安全生产的重要隐患。通过分析瓦斯在煤层中的流动,并结合我国煤与瓦斯突出矿井的具体实例,对煤与瓦斯突出的机理进行了探讨与分析。     

煤与瓦斯突出预报研究

介绍了煤与瓦斯突出机理,重点阐述了煤与瓦斯突出预报方法及其在实际中的应用,在分析我国突出预报现状的基础上,讨论了突出预报的发展趋势。     

两起瓦斯突出事故的分析与探讨

通过对两起煤与瓦斯突出事故分析,探讨了煤与瓦斯突出的机理、预测和防治措施。     

煤与瓦斯突出防治

对煤与瓦斯突出的机理进行了研究,并对煤与瓦斯突出的规律和预兆做出了分析,同时还指出了预测突出的方法和有效的防突措施,为防治矿井的煤与瓦斯突出提供借鉴经验。     

平山矿煤与瓦斯突出相似模拟实验研究

以平山矿3#煤层400 m处煤层深度为研究对象,以煤与瓦斯突出机理和煤体孔径、渗透率与煤体吸附规律对突出的影响为基础,采用煤与瓦斯突出模拟实验装置,在不同瓦斯压力条件下,进行煤与瓦斯突出相似模拟实验。实验验证了煤与瓦斯在矿井下发生突出动力灾害现象的临界瓦斯压力为0.5~0.75 MPa,同时说明瓦斯气体对煤样在突出时有破坏和粉碎作用。     

基于球壳失稳理论的松动爆破防突机理可行性分析

运用球壳失稳理论中发生煤与瓦斯突出时所满足的3个力学条件,分析松动爆破在防治煤与瓦斯突出过程中的作用机理,即通过运用松动爆破技术把突出时所同时满足的3个力学条件变成1个,使其解放的煤体失去突出危险性;并在突出动态应力场模型的基础上建立松动爆破前后安全煤柱厚度、瓦斯压力及应力变化示意图,得出了松动爆破技术在防治煤与瓦斯突出时的可行性、优点及措施;最后提出一些有利于提高松动爆破安全性的建议。     

氟化酮灭火剂用于瓦斯抑爆研究综述

介绍了氟化酮灭火剂的物理性质、毒性及环保性等方面的突出特点;分析了氟化酮灭火剂的灭火机理和热分解过程;提出了氟化酮灭火剂作为煤矿瓦斯抑爆剂的可能性;指出了其作为煤矿瓦斯抑爆剂的优缺点;探讨了目前氟化酮灭火剂用作煤矿瓦斯抑爆剂的可行性。