煤层瓦斯运移规律及抽放机理研究

通过分析煤层瓦斯产生的原因、赋存及运移规律,以及瓦斯应力对煤体物理力学特性的影响作用,研究煤层的透气系数、煤层厚度、抽放负压等因素对煤层瓦斯抽放效率的影响,对煤层瓦斯防突及抽放有重要的参考价值。     

煤层群瓦斯运移通道及富集区分布研究

以金佳煤矿金一采区煤层群下保护层开采为对象,通过相似模拟试验裂隙发育的变化情况来研究下保护层开采卸压瓦斯运移通道及富集区,得出了瓦斯运移和赋存随下保护层工作面推进的变化规律,用以指导煤层群开采时的瓦斯治理工作。     

采动影响下煤层瓦斯运移规律研究

煤层中的瓦斯流动是一个瓦斯气体运移与煤层固体变形之间相互耦合的复杂过程。以鹤煤三矿3号煤层4101工作面为研究对象,建立了双重孔隙特性瓦斯运移数学模型,借助有限元方法量化分析了气体运移、钻孔破坏之间的气固耦合现象,分析了塑性破坏对渗透率的影响,并利用Comosol研究了注入空气对瓦斯压力、流量的作用过程。现场试验表明,数值模拟所得结果较好地匹配了现场瓦斯压力结果,数据间的差异可能来自于对煤层赋存环境的理想简化,所建立抽采模型可以用于矿井抽采钻孔参数设计与抽采效果评价。     

煤层穿层钻孔周围瓦斯运移规律的研究

根据煤层钻孔周围煤体发生的再生应力，建立了受煤体再生应力和煤层瓦斯压力等因素影响的煤体变透气性系数的新数学模型，并以此而改进了钻孔周围瓦斯流动的本构方程。     

非等温条件下煤层瓦斯运移规律的研究

根据流固耦合作用的基本理论，依据不同温度下，瓦斯的吸附解吸规律，提出也非等温条件下瓦斯运移的数学模型，给出了用有限元求其数值解的方法及程序。在此基础上，对受温度场影响下煤岩体应力情况进行了数值计算分析，为进行煤层气开采和预防，预测煤和瓦斯突出，合理进行瓦斯抽放等提供了理论基础和科学依据。     

高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究

以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和正常回采期间的瓦斯涌出变化情况进行了统计和分析,发现瓦斯涌出量的变化与工作面矿压显现有着直接的联系,基本顶的垮落造成工作面前方煤体裂隙扩大和增加,并挤压采空区而导致瓦斯涌入工作面,造成工作面瓦斯涌出量的增大甚至超限。通过对综放工作面瓦斯涌出规律的分析,可以为高瓦斯综放工作面的瓦斯防治提供指导依据。     

煤层瓦斯运移方程的数值模拟分析

本文采用非均质煤层瓦斯运移的本构方程，建立了瓦斯运程方程，通过数值模拟解，并运用相似理论，得到了煤层瓦斯压力分布曲线和原始瓦斯压力边界移动的准数方程SL=2．5F01／2，巷道排放瓦斯的影响宽度为25m，煤壁瓦斯淌出预测方程q＝q0（t＋1）－1.05，掘进煤巷的煤壁涌出瓦斯的预测方程Q＝20nmq0[1－（t＋1）－0.05]     

近距离下保护层开采卸压瓦斯运移规律研究

为研究近距离下保护层开采卸压瓦斯运移规律,采用COMSOL数值模拟和现场实测方法,研究了保护层开采后上覆岩层垂直应力的变化规律、被保护层瓦斯压力分布规律、透气性系数变化规律和卸压范围。     

考虑损伤的覆岩导水断裂带高度分析

根据工作面采空区的空间形态和超限应力的特点,利用弹塑性理论,考虑岩体的损伤特性,建立基础梁力学模型,得出了导水断裂带高度计算公式;利用并行电法测试技术探测潘三矿1622(3)工作面顶板导水断裂带发育高度,得到顶板导水断裂带发育高度为50 m,为平均采高的12.8倍;将理论计算值49.3 m与潘三矿实测数据进行对比,说明理论计算值与潘三煤矿实测数据基本吻合,相互得到验证,证明了该公式正确可靠。     

多次采动条件下浅埋覆岩裂隙带发育规律

以浅埋煤层的高家梁煤矿为背景,采用FLAC3D数值模拟方法研究近距离煤层层间距、下层煤的采高以及间隔层岩层强度对覆岩导水裂隙带发育高度的影响。结果表明:当层间距大于10 m时,覆岩裂隙带发育最大高度主要受上层煤开采影响;当层间距小于10 m时,覆岩导水裂隙带高度开始受下层煤开采影响明显增大;当下层煤采高在5 m以内时,导水裂隙带发育高度较小,采高超过5 m时,导水裂隙带高度迅速增大;导水裂隙带高度随间隔层岩层强度的增加而增大。灰色关联分析表明,影响导水裂隙带发育高度因素按重要程度依次为采高、间隔层强度、层间距。     

煤层覆岩导水裂缝带高度观测方法研究及应用

为解决井下仰孔双端封堵测漏法在水体下煤层覆岩导水裂缝带高度观测过程中的弊端,通过改进以往传统观测设备,设计了一种新型钻孔双端堵水器,该堵水器通过使用可调单向压力控制阀改变了以往仪器使用的双回路注水方式,节省了1条回路,使结构变得简单,操作更加便利。详细介绍了新型钻孔双端堵水器的工作原理、组成结构和室内参数测定过程,并进行了现场样机试验,结果表明:与传统观测仪器对比,观测数据可靠性高,操作方法简便高效。     

撞楔法在软岩及破碎带巷道中的应用

当掘进工作面遇断层破碎带或软岩施工时,巷道围岩稳定性差,塑性大,易造成巷道片帮冒顶,顶帮极难维护。通过在16111运输巷采用撞楔掘进法施工技术,从根本上解决了掘进工作面遇破碎带时影响施工进度,危及施工安全的难题。     

采空区上覆岩层裂隙发育及瓦斯流动规律分析

针对煤矿采空区上覆岩层裂隙发育,采动裂隙瓦斯流动规律等对合理确定高位钻孔抽采区域的重要性,对采空区上覆岩层的裂隙发育规律和采动裂隙场的瓦斯流动规律进行分析,从采空区覆岩"竖三带"裂隙分布特征、采动裂隙"O"形圈以及U型通风采动裂隙瓦斯流动规律出发,找出采空区对工作面上隅角瓦斯超限影响较大的区域,得出高位钻孔的理论最佳抽采区域大致为工作面后方50 m区域,这个区域的覆岩裂隙发育情况是高位钻孔层位优化设计的关键,为高位钻孔抽采参数优化提供了理论基础。     

补连塔煤矿导水裂隙带发育规律研究

基于补连塔煤矿12407工作面煤层赋存特征,运用UDEC数值模拟软件建立二维地质模型,分析了该工作面导水裂隙带的发育规律。可以预测采空区上覆岩层的损伤程度,并提前采取措施,可防止工作面溃沙、透水和保护地表植被。     

18112工作面覆岩导水裂隙发育和渗流规律模拟分析

采用数值模拟分析18112工作面覆岩导水裂隙的发育和渗流规律.根据模拟结果得出,覆岩垮落带和导水裂隙带的发育高度分别为12 m和38 m,且工作面推进至沟谷底部下方时,覆岩裂隙与地表相贯通;工作面推进至沟谷下坡底部(回采120m)～沟谷上坡段中部(推进250m)时,存在着较大的突水危险性,需提前采取防治水措施保障安全回...     

双端堵水器法在采场覆岩裂隙带发育规律实测中的应用

煤层的开采会导致上覆岩层原有应力平衡状态被破坏,进而造成从顶板到地表不同程度的变形和破坏,因此研究采空区覆岩裂隙分布特征,对煤矿安全生产具有重要意义。文章针对李村矿1301首采工作面的地质条件,采用井下双端堵水器观测方法,分析了导水裂隙带高度,确定了李村矿3号煤层顶板覆岩采后形成的裂隙带高度范围,为煤矿安全生产提供了技术指导。     

工作面上覆风化带岩层地面注浆加固效果分析

松散含水层薄基岩采场易出现压架、出水事故,为保证薄基岩采场安全回采,针对顾北煤矿1512(3)工作面的地质情况,综合采用理论分析、力学实验、工业性试验等研究方法,研究了薄基岩采场风化带地面预注浆加固前后顶板结构、岩芯力学特性、回采矿压显现规律,并分析注浆加固效果.结果表明:风化带地面注浆有效扩散范围可达15m以上,注浆...     

采场上覆岩层应力分布规律的数值模拟研究

针对采场围岩应力复杂多变和难以预测的实际问题,以FLAC3D模拟软件建立了三维空间力学模型,开展了采场上覆岩层应力的动态演化和分布规律数值模拟分析,得出了工作面不同推进距离采场上覆岩层在走向和倾向上应力的分布特征,可为采场合理支护方式、支护参数和矿山压力及其控制等有关问题提供数据支持和依据,保障采煤工作面安全有序进行。