采动裂隙带卸压瓦斯合理抽放效果分析

分析采动裂隙带中卸压瓦斯的运移特征与提出合理有效地抽采裂隙带卸压瓦斯措施对确保回采工作面高安全高效生产意义重大.建立采动裂隙带卸压瓦斯运移FLUENT数值模拟模型,模拟分析确定U(U型通风模式)+L(内错尾巷)+走向高抽巷型通风模式下高抽巷和联络巷最佳布置参数以实现最理想的瓦斯抽放效果,在此基础上提出U+L(内错尾巷)+走向高抽巷型立体化采动裂隙带卸压瓦斯治理方案.     

低透气性煤层应力集中带瓦斯抽采研究

为了提高低透气性煤层瓦斯抽放效率,研究了回采工作面煤层渗透性随采动的变化规律,综合分析了采动应力下煤层裂隙演化规律,得出了在低透气性煤层应力集中带瓦斯抽采的必要性和可行性。通过建立应力集中带裂隙(包括原生割理、构造节理、采动裂隙)演化简化模型,分析裂隙分布方位与最大主应力、煤层倾角的方位关系,得出结论:应力集中带煤层裂隙在采动影响下张开闭合与否,受最大主应力方向、大小影响,进而影响煤层局部渗透性变化,因此在应力集中带将瓦斯抽采钻孔布置在局部渗透性增大区域,将大大提高抽采效率。提出了在应力集中带裂隙发育区域抽采瓦斯是预防瓦斯动力灾害的有效措施,观察煤体裂隙分布发育情况是预测煤体渗透性的一种依据。     

采动对煤层渗透性的影响探析

通过研究回采工作面煤层渗透性随采动的变化规律,得出了在卸压区进行浅孔抽采和应力集中区抽采卸压的必要性和可行性。通过建立应力集中区节理演化模型,分析得出应力集中带煤层节理、裂隙发育受最大主应力方向、大小影响,进而影响局部渗透性变化。应力集中区瓦斯抽采钻孔应布置在局部渗透性增大区域。     

煤体采动顶板裂隙发育研究与应用

通过理论分析及相似材料模拟试验等手段，研究受煤层采动影响，工作面前、后、上方顶板内裂隙的生成、发育、闭合及变化发展规律，阐述采场上方裂隙生成、发育丰富区的范围，提出将瓦斯抽放钻孔布置在裂隙发育丰富区范围内，研究结果成功应用于工程实践，取得了显著的技术经济效果。     

工作面覆岩采动裂隙演化规律物理及数值模拟研究

了解工作面推进过程中采动裂隙的演化规律对于煤层气抽采及瓦斯控制至关重要。采用相似模拟和数值模拟的方法研究了工作面推进过程中采空区覆岩采动裂隙的演化规律,研究结果表明：采空区中部和采空区边界处靠近巷道的区域上覆岩层的采动裂隙存在截然不同的变化规律。采空区中部区域,上覆岩层的采动裂隙随着工作面的移进及越过呈现“迅速增加—逐步减低—稳定”的变化规律;采空区边界靠近巷道的区域,呈现“迅速增加—稳定”的变化规律。远离开切眼、靠近巷道的采空区上覆岩层采动裂隙发育最为充分;工作面走向平行于最大水平主应力时的各区域采动裂隙发育,显著高于工作面走向垂直于最大水平主应力时的;较硬直接顶对于提高采动裂隙渗透率有积极作用。     

综采工作面采动裂隙分布的数值模拟研究

确定煤层采动后裂隙区域的分布,是卸压瓦斯抽采高位钻孔合理布孔的先决条件,其直接影响瓦斯抽采效果。本文针对沙曲矿24207综采工作面,采用UDEC4.0模拟软件,确定了采动覆岩裂隙分布区域为:在垂向上位于煤层上方7m~46m,倾向上位于采空区两侧40m,走向上分布于采空区两侧45m。为高位钻孔布置提供了有益参考。     

多级加卸载下层理裂隙煤体瓦斯渗流轴向效应及应用

为了获取工作面采动影响下煤体平行层理及垂直层理裂隙方向的瓦斯渗流规律,采用真三轴瓦斯渗透实验装置对层理裂隙煤样进行多级加卸载路径下轴向瓦斯渗流实验。实验表明:煤样在多级加载过程中经历压实、弹性变形和塑性变形3个阶段,2个轴向的瓦斯渗透率均随应力的增加而降低;卸载过程中,2个轴向的瓦斯渗透率均有部分恢复;加卸载下平行层理x轴向的瓦斯渗透率始终大于垂直层理y轴向。实践中在回采工作面前方布置了垂直层理和平行层理方向的2种钻孔考察瓦斯抽采量。实践表明:加卸载条件下层理裂隙煤样2个轴向的瓦斯渗透特性能真实反映受采动影响的煤体内瓦斯渗透规律;但煤样的加卸载过程不完全等同于回采工作面煤层应力"三区"变化过程,回采工作面充分卸压后的煤体各向渗透率均有较大提高。     

高瓦斯薄煤层采动裂隙演化规律及瓦斯抽采技术

针对鸡西矿区某矿薄煤层工作面瓦斯涌出量大,现有风排措施难以控制,需采用抽采措施减小瓦斯量的问题。运用理论计算及数值模拟分析了顶板采动裂隙的发育规律,发现薄煤层工作面顶板环形裂隙圈的宽度较小,且不能使上部亚关键层破断,使得亚关键层及以上岩层中不能发育贯通裂隙富集瓦斯。因此应将抽采工程布置在亚关键层下的裂隙带内,根据分析进行了抽采工程设计并取得了良好的应用效果。     

采动裂隙带探测研究

采动裂隙带高度的确定是煤层瓦斯高位抽采工作的重点,目前仍没有可精确确定的方法。文中基于关键层理论,用变形分析法计算判断岩层采动后的最大水平拉伸变形是否发生破断,同时结合采高、岩石的碎胀性及工作面推进距离与岩层破断的相互关系,建立了采动裂隙带高度的预测方法,并结合布尔台煤矿201回采面进行计算预测,与实际情况基本符合,具有推广应用价值。     

古汉山矿煤层裂隙发育规律及对煤层渗透性的影响

通过对煤层裂隙井下实地观测和统计分析,总结了古汉山煤矿二1煤层宏观裂隙的发育特征和分布规律。根据裂隙发育优势方位,优化布设钻孔,有助于提高瓦斯抽采效果。     

有效应力和气体滑脱对煤渗透率影响研究

针对煤层气相渗透率对煤层气开采的重要作用,对3块煤样品进行气相渗透率变化实验,分析有效应力和气体滑脱效应对渗透率变化的控制作用。实验结果表明,随有效应力的不断增加,气相渗透率不断下降;当有效应力增大到10 MPa时,会产生气体滑脱现象,导致气相渗透率升高。     

卸载煤体渗透特性及微观结构应力效应研究

针对加载、卸载作用下煤体变形及渗透机制的复杂性,利用渗透-力学耦合特性测定仪,根据瞬态脉冲原理,在40℃下,研究了不同卸载状态时CH4在煤体中的渗透行为,并就卸载前后煤样红外光谱和透射电镜结果进行对比分析,从微观角度讨论了加卸载对渗透特性的影响及引起煤体微观结构的应力效应.研究结果表明:带围压试验的煤样渗透率均较低,卸载到设定值后渗透率增高,且有效围压越大,渗透率变化越大;在微观上,煤样的有效围压越大,红外光谱特征参数I2值越高,脂肪链变长且易断裂和脱落,裂隙结构面活性增强,煤体颗粒易于损伤而破裂,并呈现出颗粒多碎性和强度弱化区,对煤体微裂纹的萌生、扩展直至形成宏观裂纹起加剧作用,卸载后煤体渗透率增大.     

铁法大兴矿低煤阶烟煤应力及滑脱效应对渗透率的影响

以铁法大兴矿低煤阶烟煤煤样为实验对象,通过实验测定了不同应力组合下的煤样渗透率变化规律,分析了滑脱效应对渗透率的影响。     

新集矿区煤储层渗透性与地应力关系研究

根据水力压裂法对新集矿区山西组的S5、S9测孔的原地应力进行测试,研究煤储层的地应力分布规律,建立煤储层地应力与煤层埋藏深度的关系模型;通过对煤岩体内裂隙随正应力的变形研究,建立三维渗透率-地应力关系模型。为煤层气勘探与开发提供理论指导。     

遗留煤柱对开切眼掘进应力集中影响及冲击地压防治

多煤层开采时,上覆遗留煤柱会造成下层煤体的应力集中,严重时会引发冲击地压灾害。针对鹤岗矿业公司峻德矿21层一段工作面切眼掘进过程中上覆遗留煤柱的实际情况,通过分析17层煤柱载荷作用下应力分布规律,为矿方安全掘进提供了分析数据,提出了有效的开切眼贯通前后卸压措施,保证了工作面的安全开采。     

三维应力下微型试件裂缝渗透率的试验研究

为研究岩石水力学和合理预测工程岩体中复杂的渗流状态,针对微型石灰岩试件天然裂缝三维应力作用下的渗透性进行了试验研究。利用太原理工大学多功能综合加载-渗透系统,在恒定渗透压和固定围压条件下,进行轴压变化对渗透影响的试验;在恒定渗透压和固定轴压条件下,进行围压变化对渗透影响的试验。     

窄小煤柱集中应力在下煤层顶底板中的应力分布规律研究

以某矿27301工作面地质条件为背景,通过理论分析,对近距离煤层群开采中,上层煤窄小煤柱对下层煤顶、底板应力分布进行研究得出:下层煤的应力降低区位于距上层煤煤柱边缘4 m以上的位置,下层煤工作面布置时,上下顺槽应与上工作面煤柱内错4 m,最为安全合理。     

不同吸附气体对煤的渗透率的影响

对电容器的内外部故障及对应的保护方式进行了分析,明确了现行电容器保护的整定原则,从一、二次设备协调一致的角度对电容器不平衡型继电保护进行了分析比较,给出了该类保护的选型技术原则。文章分别以CH4,CO2及He为吸附气体,进行了相同实验条件下煤的三轴渗流实验,分析和探讨了上述气体对煤的渗透率的影响规律,实验结果对研究煤矿瓦斯抽放与瓦斯突出具有一定的现实意义。     

低渗煤层多脉冲压裂激励作用的裂缝模型研究

为了提高适用于低渗煤层气高能气体压裂开发的技术水平,结合全封闭多脉冲压裂工艺特点,分析了多脉冲加载激励煤层产生多裂缝松弛地应力的作用机理及p-T作用过程,研究建立其多裂缝物理模型。该模型为低渗煤层全封闭多脉冲压裂瞬间破岩成缝机理研究及优化工艺设计提供了理论参考。