基于瓦斯涌出量的煤体瓦斯解吸特性研究

为了实时动态分析煤体的瓦斯解吸特性,基于瓦斯解吸速度幂关系式提出了一个表征煤体瓦斯解吸特性的新参数n,在现有矿井安全监测监控系统的基础上构建煤体瓦斯涌出监测系统,可实时计算n值,分析工作面前方煤体的解吸特性,并在卧龙湖煤矿进行了现场验证。结果表明,煤体瓦斯涌出监测系统可计算出掘进面每天的n值,n曲线与传统的瓦斯解吸指标K1、Δh2曲线的变化趋势正好相反,指标n能够表征煤体瓦斯的解吸特性。通过对比K1的突出危险临界值,可得到n的突出危险临界值,为煤与瓦斯突出的工作面预测提供依据。     

瓦斯突出煤体的粒度分形研究

煤与瓦斯突出是含气多孔固体介质的力学破坏过程,煤体结构破坏是这一力学过程的物质基础和必要的介质条件。通过首次研究相同破坏条件下的煤体结构类型的分形特征及分形维数与瓦斯突出参数的关系,为从更深层次上认识瓦斯突出煤体和非突出煤体和采用瓦斯突出煤体分布探测技术进行瓦斯突出预测提供理论基础。     

综采放顶煤工作面瓦斯涌出预测及防治

分析了综采放顶煤采场瓦斯涌出的特点，提出了可实用的预测综放采场瓦斯涌出量的计算公式，及防治综放采场瓦斯涌出超限的技术措施。     

轻型综采放顶煤开采中的瓦斯问题及防治措施

分析了轻型综采放顶煤工作面瓦斯涌出的来源、特点以及瓦斯治理方法。     

综放工作面割煤高度对瓦斯涌出的影响

为了解决综放开采工作面通风能力有限和瓦斯超限的问题,根据对不同割煤高度综放支架通风断面的比较,提出通过加大割煤高度提高综放工作面单产水平的方法。采用数值模拟方法研究了割煤高度对工作面瓦斯涌出规律的影响,结果显示割煤高度增加将增大通风断面,并使瓦斯浓度降低。针对现场具体条件,在保证煤壁稳定性的基础上,给出了特定煤层条件下合理的割煤高度。应用结果表明,加大割煤高度有利于综放工作面实现安全高效生产。     

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。     

易燃厚煤层综放面特大瓦斯涌出综合治理技术

应用综放工作面通风理论和瓦斯涌出与运移规律，结合大水头煤矿高瓦斯易燃特厚煤层综采放顶煤开采特点，通过实例分析，论证了新型通风技术(B型)在特大瓦斯涌出综放工作面开采中应用的技术合理性、安全可靠性、经济高效性。     

综放面瓦斯涌出规律及防治技术

介绍了汪家寨煤矿P41101综放面生产过程中瓦斯涌出情况、瓦斯治理技术,研究分析了不同瓦斯防治工艺与瓦斯涌出的关系.结合本煤层瓦斯抽放浓度变化的情况分析了突出煤层综放开采的安全可行性,并对工作面超前压力带进行了初步分区.     

特厚煤层综放开采瓦斯涌出规律及综合治理

为了防治厚煤层综放开采时工作面瓦斯超限问题,保证高产高效矿井建设顺利进行,根据哈密煤业集团硫磺沟分公司厚煤层综放开采瓦斯涌出情况,研究分析了瓦斯来源及涌出规律,采取了有针对性的综合防治技术措施,如工作面风筒稀释、上隅角插管、卸压带抽放、顶煤高位钻孔采空区抽放、通风系统的优化等,取得了明显的治理效果。     

煤体裂隙发育促进瓦斯解吸的分形研究

基于煤体裂隙分形演化特征,研究了煤体裂隙发育对瓦斯解吸的影响。将煤体简化为裂纹-基质块结构,分析了煤体裂隙长度与基质块尺寸关系,由裂隙发育的分形特征得到了煤基质块尺度演化规律及煤中瓦斯解吸速度变化规律。解吸速度在裂隙演化初期随分维数近似于线性增长,而在后期,大量微裂纹的产生使得煤基质块尺寸迅速减小,解吸速度随分维数增加迅速提高。根据现场实测煤体裂隙分维数在采动前后的变化,发现基质块尺寸会减小为原尺寸的1/5,瓦斯解吸速度变为原来的21.6倍,采动引起的裂隙发育会对瓦斯扩散运动产生较大影响。     

煤体瓦斯解吸实验的研究现状及进展

在煤矿开采过程中,瓦斯从煤体中解吸出来,可能会造成瓦斯事故,如果能够合理开发利用,它也可以作为一种清洁高效的资源。因此对煤体瓦斯解吸规律进行深入分析探讨具有非常重要的意义。以此为出发点,从瓦斯解吸的影响因素、解吸的实验方法及总结的经验规律等方面分析了煤体瓦斯解吸实验的研究现状,对现有研究成果进行了总结,并提出了在瓦斯解吸研究方面存在的不足之处以及未来研究的思路。     

刘家梁矿5136综放工作面瓦斯涌出构成及控制

针对轩岗煤电刘家梁矿5136综放工作面瓦斯治理问题,从工作面瓦斯来源分析出发,利用单元测定法,对该工作面瓦斯涌出构成进行研究。结果表明:综放工作面瓦斯来源主要包括工作面煤壁、采放落煤、采空区,生产条件下涌出到工作面的瓦斯量及采空区抽采瓦斯量占比分别为10.52%、20.73%、15.31%和53.44%。根据研究结果,提出增加上隅角插管抽采瓦斯治理方法,上隅角瓦斯体积分数有效控制在0.50%以下。     

白草峪矿综放面瓦斯涌出量预测及配风量计算

介绍甘肃华亭矿区白草峪矿井综放工作面瓦斯涌出量预测分析及工作面配风计算。     

不同粒度煤样的瓦斯解吸规律实验研究

依托自行设计加工的含瓦斯煤瓦斯解吸规律实验系统,以煤的瓦斯解吸动力学规律为理论基础,采用模拟测试和理论分析相结合的方法,在等温等压条件下对不同粒度煤样的瓦斯解吸规律进行了模拟测定。通过对实验数据的拟合分析,得出粒度对煤的瓦斯解吸规律的影响,最后对粒度对煤的瓦斯解吸规律的影响进行了理论分析。     

煤体吸附-解吸瓦斯变形特征实验研究

在煤层瓦斯抽放过程中,煤体瓦斯处于吸附-解吸状态,煤体发生膨胀和收缩。利用自主设计的煤体变形实验装置,分析了杜儿坪煤矿原煤在不同方式下吸附-解吸全过程中变形特征。实验结果表明：煤体变形量随着瓦斯压力的增加而增大,垂直层理方向变形量大于平行层理方向变形量;煤体在一次加压吸附实验中分为变形下降阶段、变形快速上升阶段和变形平稳上升至稳定阶段3个阶段;等梯度加压吸附-降压解吸过程中,0→0.5 MPa阶段变形量最大;等梯度加压吸附煤体变形量大于一次加到目标压力值的吸附煤体变形量,且等梯度解吸煤体残余变形量较大;煤体吸附-解吸变形可分为充气下降阶段、吸附快速上升阶段、吸附变形平稳上升至平稳阶段、解吸变形快速下降阶段和解吸平稳下降至稳定阶段。     

基于瓦斯解吸规律的掘进落煤瓦斯涌出量预测

为了准确预测掘进落煤瓦斯涌出量,搭建了大质量瓦斯解吸实验系统,进行了不同瓦斯压力条件下瓦斯解吸实验,研究了余吾煤业3#煤瓦斯解吸规律,建立了掘进落煤瓦斯涌出量预测模型,对不同瓦斯压力在不同掘进速度的落煤瓦斯涌出量进行了预测,查明了影响掘进落煤瓦斯涌出量的主要因素。研究结果表明:余吾煤业3#煤瓦斯解吸采用对数函数公式具有较高的拟合精度,拟合参数A和B受到煤层瓦斯压力或瓦斯含量的控制,影响掘进落煤瓦斯涌出量的主要因素为煤层原始瓦斯压力或瓦斯含量、割煤速度及落煤停留时间。     

温度对煤样罐内煤体瓦斯解吸的影响

采用特制的瓦斯解吸试验系统,对阳煤五矿15号煤煤样进行了不同吸附和解吸温度条件下煤屑瓦斯解吸量测定实验及恒温和变温吸附解吸条件下煤样罐中煤屑瓦斯解吸过程中温度变化测定实验。试验结果表明:煤屑在40 ℃吸附后,在27 ℃解吸时速度明显低于40 ℃下解吸速度,30 ℃吸附40 ℃解吸明显高于40 ℃吸附27 ℃解吸的解吸速度;气体分子的吸附解吸过程伴随着多孔介质系统的能量改变而导致了温度变化,热量从煤样罐外围环境传导到煤样需要一定时间,在瓦斯解吸过程中,外界温度的急剧变化不会立即对解吸扩散过程产生影响,在这一时间阶段内,对煤样温度变化起主要决定作用的还是煤解吸瓦斯过程中自身的吸热反应,但一定时间后其决定作用将会是外界温度。     

综放工作面瓦斯涌出规律分析及防治对策

通过对新集煤矿综放工作面瓦斯涌出量与推进度、回采工艺、顶板来压、风量等影响因素的分析,得出了综放工作面瓦斯涌出规律,提出了防治综放工作面瓦斯超限的具体措施。     

综放工作面瓦斯治理技术探讨

论文通过对开滦唐山矿业分公司高瓦斯综放工作面瓦斯涌出情况的分析 ,找出了瓦斯来源及瓦斯异常涌出的影响因素 ,并采取了相应的有针对性的治理措施 ,如调整采区及相关通风压力 ,采用移动式瓦斯泵站等 ,取得了较好的效果。     

综放工作面抽放条件下瓦斯涌出及分布特征

针对乌兰煤矿5342综放工作面的实际条件,采用立体网格状的测点布置,对该工作面瓦斯体积分数三维分布进行了测定,绘出了瓦斯分布等值线图,采用求函数极值点的方法,得出了工作面沿倾向瓦斯体积分数最低点分布曲线,提出了基于瓦斯体积分数最低点分布函数的瓦斯涌出分量比例计算方法.研究表明,该工作面瓦斯体积分数沿风流方向总体呈逐渐增加趋势,介于0.095%～0.18%之间,受瓦斯抽放点的影响,局部有起伏变化;工作面横断面瓦斯体积分数分布不均匀,受瓦斯涌出、通风和抽放的影响,靠近煤壁侧瓦斯体积分数要高于采空区侧,在距离进风口约18～76.5 m范围内为凹函数分布,大于76.5 m之后,从煤壁至采空区为单调下降函数分布.经测算,该工作面瓦斯抽放总量为20.08 m3/min,风排瓦斯量为0.26 m3/min,瓦斯涌出煤壁占66.35%,采空区占33.65%.