幂定律基础上的煤层瓦斯流动模型

研究煤层瓦斯流动基本规律对煤层瓦斯渗流力学、瓦斯灾害防治及瓦斯资源利用都有重要意义。目前在幂定律基础上推导的数学模型存在严重错误，本文指出了尚未发现的错误，给出了修正后的正确模型。分析表明，认为幂定律基础上的煤瓦斯流动模型比达西定律基础上的模型更符合实际是没有根据的。     

含瓦斯煤体非线性渗流模型

以前期获得的实验研究成果为基础,基于力学平衡方程,建立了描述瓦斯气体渗流特征的非线性渗流方程.分析了煤与瓦斯气体分子间的吸附作用对渗流过程的影响.结合自行设计的煤岩渗透特性测试装置,提出了确定非线性渗流关键参数的新方法.结果表明:达西定律需经修正方能描述瓦斯气体在煤体内的流动,煤与瓦斯气体分子间的吸附作用对瓦斯渗流影响显著.含瓦斯煤体内,非线性附加阻力来源于基质膨胀、边界层影响、吸附的动态传质过程.     

基于达西定律的煤粒瓦斯放散数值模拟研究

为了证明煤粒瓦斯解吸放散与视煤粒为球体无关,将煤粒简化为圆柱体进行研究。基于达西定律,建立柱坐标系下的瓦斯放散方程,运用有限体积法进行离散并无因次化,编制Visual Basic程序进行解算。通过对比分析模拟结果和实验结果,发现两者拟合程度很高,再一次证实了瓦斯在煤粒内部微孔隙中的流动符合达西定律,且进一步说明煤粒瓦斯放散规律与所选用煤粒形状无直接关系。     

达西定律推导中的启示在实际工程中的应用

从达西定律的理论推导中可以看到,多孔介质的平均粒径水平是影响渗流的重要因素。工程实例及分析证实了增大有效粒径对渗流的影响。     

煤层瓦斯渗流力学的研究进展

综述了国内外在煤层瓦斯渗流力学研究方面的现状,总结了我国近年来在煤层瓦斯渗流力学研究领域所取得的重要进展,展望了该研究领域中需要深入研究的方向和有关的发展趋势,认为创建的发展瓦斯越流的固气耦合模型及其数值方法,对丰富和完善瓦斯渗流力学具有重要的理论和现实意义．     

煤层瓦斯渗流力学的研究进展

综述了国内外在煤层瓦斯渗流力学研究方面的现状 ,总结了我国近年来在煤层瓦斯渗流力学研究领域所取得的重要进展 ,展望了该研究领域中需要深入研究的方向和有关的发展趋势 ,认为创建的发展瓦斯越流的固气耦合模型及其数值方法 ,对丰富和完善瓦斯渗流力学具有重要的理论和现实意义     

解吸法测定煤层瓦斯压力和瓦斯含量的实验研究

本文实验研究了煤屑的瓦斯解吸规律，实验表明：煤屑的解吸瓦斯流量与煤层瓦斯含量、瓦斯压力密切相关，利用煤屑解吸瓦斯流量可准确测算煤层瓦斯压力和瓦斯含量，该方法具有测定速度快、简单易行、数据可靠等特点，可在现场推广应用。最后提出了利用煤屑解吸瓦斯流量测算煤层瓦斯压力和瓦斯含量的计算方法和计算公式。     

阳泉五矿井田瓦斯地质特征及煤层瓦斯含量预测

作者通过阳泉五矿井田瓦期地质特征的分析研究，提出了未开采区煤层瓦斯含量预测公式。     

煤层瓦斯实用动力学方程及其有限元解法

把瓦斯排放过程中煤层中孔、大孔和裂隙内的游离瓦斯和微孔、小孔内的吸附相瓦斯处理作准热力平衡、准化学势平衡状态，把吸附相瓦斯的解吸处理作游离瓦斯的不定常、连续分布解吸源，把游离瓦斯在煤层中的运动处理作多孔介质内不定常、可压缩、有连续分布源的线性渗流运动，然后利用守衡原理和达西渗流定律建立了煤层瓦斯实用动力学方程，并给出其Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元解法．文末，介绍了煤层瓦斯实用动力学方程的一个应用算例．     

低透气煤层预裂瓦斯运移数值模拟及抽采试验

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采难问题,利用数值模拟软件RFPA^2D—Flow再现了采取煤层深孔爆破预裂后,瓦斯在煤层及爆生裂隙中的流动规律。研究结果表明,预裂圈内煤和岩石的孔隙率大大提高,煤层透气性显著增加,但当裂隙圈之间不相交时,瓦斯同样很难在完整的低透气性煤体中运移,因此只有当抽采瓦斯钻孔处在裂隙圈中才能高效抽采瓦斯。现场试验证实,低透气性煤层预裂后,有效导通裂隙增加,布置在裂隙圈内抽采瓦斯钻孔可以获得高效抽采瓦斯效果,从而降低煤与瓦斯突出危险性。     

深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究

实测了新庄孜矿深部低透气性煤层的瓦斯压力、煤层透气性系数、瓦斯含量、瓦斯涌出衰减系数和自然排放半径等基础参数;在此基础上,数值模拟计算了钻孔抽采瓦斯的有效半径。研究结果表明,煤层的透气性是决定钻孔有效排采半径的主导因素。为提高低透气性煤层抽采瓦斯钻孔预抽消突效果,应积极采取措施提高煤层透气性系数。     

新寨隧道煤与瓦斯突出危险性评价及揭煤施工设计

根据对新寨隧道地质勘测得到的煤系地层煤与瓦斯的各项物理力学参数,对煤与瓦斯的突出危险性进行了评价,并借鉴国内外揭煤施工的各种方法,设计了综合揭煤措施,对高瓦斯隧道煤系地层进行安全施工。可为类似条件下揭煤提供参考。     

急倾斜放顶煤矿压显现规律的观测与研究

通过对宜洛煤矿李沟井伪俯料放顶煤回采工作面的矿压观测,从4个方面研究了急倾斜伪俯斜放顶煤工作面矿压显现规律;（1）工作面的初次来压、周期来压步距和来压强度;（2）沿工作面走向控制区内的顶板压力状况,以及生产工序对控制区内支柱载荷的影响;（3）研究了沿倾斜方向矿压显现特点,分析了与近水平煤层矿压显现不同的原因;（4）观测了上下巷矿压显现规律,并分析了上下巷压力不同的原因．用统计法对伪俯斜放顶煤采煤法和分层开采上下巷矿压显现作了对比。     

煤层中顺层剪切带及其构造群落以及它们在瓦斯地质研究中的意义

提出了煤层中顺层剪切带及其构造群落的概念，从不同构造尺度上总结了若干基本类型，讨论了在瓦斯地质研究中的理论和实践意义。     

近距离突出煤层群瓦斯治理技术优化的研究

近距离突出煤层群工作面受上下邻近煤层卸压瓦斯的影响,致使回采工作面瓦斯涌出量大、工作面回风隅角及回风巷中的甲烷传感器频繁报警,瓦斯治理消耗大量的人力、物力和时间,严重制约了矿井的安全生产。通过对几种瓦斯治理方案进行分析论证,得出将整个煤层群作为一个治理单元,统筹考虑,将煤层厚度、瓦斯含量相对较小的弱突出煤层作为关键保护层,配合打钻进行立体式抽采,实现上下递进保护,最大限度地抽采邻近煤层的卸压瓦斯的方案。现场实践结果表明,保护层工作面在回采期间瓦斯抽采率高达90%以上,回风隅角瓦斯浓度降至0.6%以下,回风巷风流中瓦斯浓度降至0.2%以下,工作面月平均回采长度由原来的120 m提高至200 m。同时,从根本上解决了被保护层工作面回采期间瓦斯带来的安全威胁。     

风水交替冲孔立井快速揭煤技术试验研究

针对低透气性煤层传统的排放钻孔立井揭煤技术严重地制约施工进度的问题,在桃园矿新副井揭8煤施工过程中,首次提出并试用了风水交替冲孔的快速揭煤技术,利用风水交替冲孔对钻孔孔壁煤体实施有序可控的剥离,增大了钻孔见煤段的孔径,使钻孔周围煤体得以卸压,瓦斯得到了较快的排放,消除了措施区域的煤与瓦斯突出危险性,实现了安全快速揭穿8煤。     

煤与瓦斯突出的预测模型及预测指标

用煤与瓦斯突出的球壳失稳理论分析了影响煤层突出危险性的因素,提出了“理想石门揭煤”的预测模式,研究了这种预测模式的预测指标．实验证明,采用初始释放瓦斯膨胀能和软煤厚度可以准确地预测理想石门揭煤条件下的突出危险性．     

潘三矿立井揭煤瓦斯抽采模拟研究

瓦斯抽采对于立井揭突出煤层起到重要的作用,准确的确定钻孔瓦斯有效抽采半径和合理的在待抽煤层中布置抽采钻场对煤层消突具有关键性作用。基于多孔介质中流体流动达西定律理论,采用COMSOL Multiphysics软件对该煤层瓦斯抽采进行了模拟。模拟结果表明,此煤层的瓦斯有效抽采半径为3 m,随着抽采时间的增加,煤层瓦斯压力逐渐的降低,但降低的速率会逐渐的减小。瓦斯抽采30天后,其残余的瓦斯压力为0．18 MPa ,这与现场实测的最大残余瓦斯压力0．2 MPa相接近,这说明了模型的可信性,其模拟结果可为瓦斯抽采设计提供参考。