煤层注水湿润分布状态的数值模拟

建立了非饱和－饱和二维非稳定渗流的煤层长孔注水显润问题的动态数学模型，用有限元数值解法求解，用非饱和吸附理论构造了湿润过程中煤体贮水系数，导水系数与湿润压力的关系，其中参数识别用最优化算法与现场注水试验结果进行反求拟合获得。实例计算表明，模拟湿润状态符合注水煤层的湿润情况。     

煤层小构造与瓦斯涌出关系数值模拟研究

为研究淮北矿区煤层小构造不同部位应力分布状态对采掘过程中瓦斯涌出量变化的影响,选取淮北矿区小构造典型发育的刘桥一矿作为研究对象,通过区域构造分析,认为煤层瓦斯赋存受各级褶曲构造影响;选取该区域中具有小型褶曲构造掘进工作面进行数值模拟,并将掘进过程中瓦斯涌出量变化情况同模拟结果进行对比,结果表明:运用数值模拟方法分析小构造对采掘过程中瓦斯涌出量变化的影响具有可行性。     

煤层厚度局部变化区域地应力场分布的数值模拟

根据地应力场测量和矿压观测，在煤层厚度变化的局部区域往往会发生构造应力异常现象，本文利用有限元数值模拟方法，再现了这一现象，尤其在煤层局部变薄区域，垂直地应力会发生增大现象，即应力集中现象。数值模拟表明，当正常厚度为4m的煤层在10m的长度范围内，变为局部厚度为1．6m时，其应力集中系数可达1．68，这将给冲击矿压防治和采场矿压控制提供理论依据。     

煤层厚度局部变化区域地应力场分布的数值模拟

根据地应力场测量和矿压观测,在煤层厚度变化的局部区域往往会发生构造应力异常现象,本文利用有限元数值模拟方法,再现了这一现象,尤其在煤层局部变薄区域,垂直地应力会发生增大现象,即应力集中现象.数值模拟表明,当正常厚度为4 m的煤层在10 m的长度范围内,变为局部厚度为1.6 m时,其应力集中系数可达1.68,这将给冲击矿压防治和采场矿压控制提供理论依据.     

高应力复杂煤层沿空巷道锚注支护数值模拟研究

为了扭转高应力复杂地质条件下沿空巷道难以支护的现状,结合桃园煤矿1636工作面沿空巷道具体地质条件和支护工程实践,采用数值模拟软件UDEC建立了离散单元计算模型,分析比较了高应力复杂煤层沿空巷道采用U29型钢支护方案和锚注联合支护方案巷道围岩的应力和位移的分布及变化规律.结果表明,锚注联合支护方案,通过注浆将破碎围岩胶结成整体,改善围岩的结构及其物理力学性质,提高了围岩的强度,从而使围岩本身作为支护结构的一部分,承载能力得到了提高,围岩应力分布更趋合理,有效地控制了高应力复杂煤层沿空巷道的大变形,是解决该类巷道支护问题的有效途径.     

煤层钻孔损伤区半径的影响研究

煤层钻孔塌孔等问题制约了瓦斯抽采效率,严重影响着煤矿的安全生产,研究煤体钻孔损伤区半径问题,为解决煤层钻孔抽采的塌孔问题具有重要意义。选取了4种不同硬度的煤样,分别进行单轴压缩、巴西劈裂和坚固性系数测定试验,得到各煤样的基本力学参数。基于此,建立了煤层钻孔力学模型,数值分析了地应力、侧压系数和坚固性系数对煤层钻孔损伤区半径的影响。研究结果表明:随着地应力增大,煤体钻孔损伤区半径竖直方向逐渐减小、水平方向逐渐增大;随着侧压系数增大,竖直方向损伤半径逐渐增大,水平方向逐渐减小;随着煤体坚固性系数增大,钻孔损伤区半径逐渐减小。     

煤体爆破损伤规律模拟试验研究

为进一步研究煤体爆破作用机理,提高瓦斯抽放效果,从理论上将煤体爆破损伤断裂分为爆炸波作用的初始阶段和爆生气体与瓦斯气体作用的后期阶段,并确定了两个阶段的断裂损伤准则.根据相似理论设计了煤体爆破损伤规律模拟试验,测试了试块超声波波速(计算损伤参量)和爆炸应变波,试验结果表明,模拟煤体爆破损伤是爆炸冲击波、爆炸应力波、爆生...     

深水平巷道地应力耦合效应的数值模拟分析

文章的目的在于揭示深水平近距离巷道之间各自集中应力的相互叠加(耦合)所引发的变形效应。依据岩石的流变理论、松动圈理论等相关的弹塑性力学理论,利用计算机数值模拟软件FLAC3D对安徽淮南朱集矿一深水平巷道进行了较为细致的数值分析,研究了深井高地应力下巷道掘进次生应力在相邻巷道群的显现效应的情况,揭示了相邻巷道间应力叠加所引发的剧烈变形,为深井高地应力巷道次生应力在相邻巷道群的显现效应分析提供依据,对建立相关力学理论模型和定量分析计算邻近既有巷道围岩稳定性、合理设计地下巷道群的相互位置和有效控制超深井巷道的变形都具有重大理论意义。     

陷落柱影响煤层安全开采的数值模拟分析

为避免井下揭露陷落柱造成事故,针对葛亭煤矿3301工作面在掘进过程中揭露岩溶陷落柱的情况,结合以往研究成果和工作面实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件建立三维模型,分析采煤工作面推进的全过程,对工作面距岩溶陷落柱不同距离的垂直应力和围岩应变进行模拟。     

近距离上煤层底板采动效应数值模拟研究

以华苑煤业近距离煤层9、10号煤工作面布置为背景,结合现场实际条件,通过数值模拟试验的方法对9号煤层回采过程中底板岩层破坏特征及垂直应力分布规律进行了研究。研究结果表明:9号煤层回采已经引起了10号煤层的损伤、破坏;滞后9号煤层工作面0~30 m范围内受到煤层回采的影响明显,应该将10号煤层工作面布置在滞后9号煤工作面30 m以外的位置。研究结果为近距离下煤层工作面合理布置提供了参考依据。     

煤层地质构造对煤与瓦斯突出的控制作用

为了提高丁集煤矿地质构造破坏带内煤与瓦斯突出预测的准确性,分析研究了丁集煤矿煤与瓦斯动力现象的特征,统计了其主采11-2煤层6条巷道的实测预测参数,分析地质构造带内煤与瓦斯突出预测超标点的特征和超标点距构造带的距离。结果表明:丁集煤矿煤与瓦斯动力现象特征是在瓦斯的参与下,以地应力和地质构造综合作用为主的压出;瓦斯涌出初速度预测指标在井田东部构造带附近敏感性较强;在煤巷掘进过程中遇构造破坏带前30m范围内应该加强煤与瓦斯突出的预测预报,10m范围内应实施积极的防突措施,以防止瓦斯动力事故的发生。     

复杂地质构造对煤与瓦斯突出的影响分析

以对梁北煤矿地质构造研究入手,分析地质构造的成因及其演化、分布状态及构造体系特征,确定矿井地质构造与煤与瓦斯突出的联系,揭示复杂构造下煤与瓦斯突出的致灾机制,针对矿井复杂地质条件下煤炭开采,提出合理的开采设计方案。     

复杂地质条件下高瓦斯近距离突出煤层群煤与瓦斯共采技术

针对贵州西部复杂地质条件下瓦斯含量高、透气性低以及近距离突出煤层群开采等特点,应用煤与瓦斯共采理念,提出了保护层开采结合高抽巷及巷内穿层钻孔抽采卸压瓦斯方案,构建了突出煤层群的煤与瓦斯共采技术体系,有效解决了突出煤层群开采的煤与瓦斯突出及瓦斯超限的难题,为安全高效生产创造了条件,实现了煤与瓦斯安全高效共采。     

复杂地质构造煤层坑道透视探测研究

为了准确探测煤层工作面的瓦斯地质构造及复杂水文地质构造煤层等情况,基于矿井无线电波透视煤层理论,探讨了无线电波坑透仪探测复杂地质构造的可行性。通过探测划分了灾害异常区,合理指导了煤矿灾害防治的设计与规划,为类似煤矿的地质灾害防治提供了经验。     

邹庄井田3_2煤层煤与瓦斯突出地质预测

根据矿井已揭露瓦斯地质参数信息,运用煤与瓦斯突出地质预测方法,结合数量化理论,建立了矿井32煤层瓦斯地质预测模型及瓦斯地质区划预测指标体系,从而提高了瓦斯防治的前瞻性、针对性。     

基于模糊聚类方法的复杂煤层煤与瓦斯突出危险性分析

为研究复杂条件下煤层煤与瓦斯突出危险性的预测方法,以通顺煤矿2~#煤层为例,对其区域性突出危险性预测敏感指标进行筛选,通过井下直接测定法和实验室对比分析得出瓦斯含量值作为主要判定指标(敏感指标),临界值为8 m~3/t,瓦斯压力作为辅助判定指标,参考临界值定为0.60 MPa。并通过模糊聚类方法分析得出通顺煤矿2~#煤层同一工作面△h_2的相对敏感度最大,K_1次之,S最小,所以选取△h_2作为通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测的敏感指标,K_1和S作为辅助性的参考指标。运用统计学理论和概率分布确定出通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标为△h_2,临界值定为180 Pa(湿煤临界值为160 Pa);K_1值作为局部预测的辅助指标,参考临界值为0.41 m L/(g·min~(1/2))(干煤);S反映煤层应力大小,亦作为辅助指标,参考临界值为5.10 kg/m(干煤)。     

煤与瓦斯突出与地质构造的关系

地质构造预测是防治煤与瓦斯突出的重点工作。在生产中必须充分做好地质预报工作,加强对突出煤层的管理,这样可有效避免煤与瓦斯突出给煤矿正常生产造成的灾害,防治煤与瓦斯突出。     

基于地质分析的三软煤层瓦斯突出防治研究

基于三软煤层特殊的地质条件和瓦斯突出灾害严重的现状,以新安煤田二1煤层为例,总结了煤层突出的基本特征,分析了影响突出的主要地质因素,并重点探讨了突出灾害防治措施。结果表明:影响和控制三软煤层突出的主要地质因素是地质构造、煤层埋深、构造煤厚度变化和瓦斯条件。提出了加强地质保障技术研究、建立突出预测预警体系、强化井下瓦斯抽采、采取水力消突措施的综合防治对策,为三软煤层突出灾害防治提供了理论依据。     

突出煤瓦斯涌出规律及逆流形成条件分析

煤与瓦斯突出时产生的瓦斯逆流,往往会导致通风系统的破坏和瓦斯爆炸的发生.文中通过理论和事例分析,对煤与瓦斯突出时,瓦斯逆流形成的机理和发生的条件进行了研究.研究表明,若突出吨煤瓦斯涌出量以50 m3/t计,则发生瓦斯逆流的最小突出煤量为100 t.