煤与瓦斯突出机理的探讨

认为突出危险源是存在于采矿活动中的具备发动煤与瓦斯突出的高势能瓦斯与破碎煤体混合的瓦斯富积区。研究了突出危险源的形成、突出发动的条件，提出了预防煤与瓦斯突出需要重视的几个问题。     

煤与瓦斯突出机理研究现状

该文简要回顾了煤与瓦斯突出历史,分析了煤与瓦斯突出的动力现象及特征、我国煤矿生产过程中煤与瓦斯突出的特点;阐明了国内外学者对煤与瓦斯突出研究而提出的各种假说。     

煤与瓦斯突出机理研究进展

随着煤矿开采深度的加大,煤与瓦斯突出这一灾害日益严重,因此需对突出机理作深入研究。本文综述了瓦斯作用说,化学本质说,地应力作用说和综合假说。指出进一步的研究应把瓦斯因素、煤的物理力学性质和结构特性的影响结合起来,从时间和空间上分析含瓦斯煤岩的强度、形变、流变、集气性和物理化学性等变化规律,最终解决煤与瓦斯突出机理问题,尤其是煤与瓦斯延迟突出机理问题。     

煤与瓦斯突出机理研究

瓦斯后期释放条件不导致了石门回采及煤巷工作面突出强度的差异性，突出类型的突出是在压出类型突出的基础之上迭加后形成的，瓦斯是突出的主导因素。     

煤与瓦斯突出的流变电磁辐射机理探讨

针对当前尚未彻底弄清煤与瓦斯突出的本质,对其发生、发展过程中各主要影响因素的相互关系知之甚少,在前人研究基础上,采用新兴交叉学科理论,建立煤与瓦斯模型,较为详细地论述了地应力、瓦斯、含煤瓦斯和时间等在突出发展过程中相互作用。从而可以考虑用电的方法抑制含瓦斯煤在自然破坏过程中产生的电磁辐射对煤-瓦斯体系的影响来达到防治突出的目的,并利用各阶段的电磁辐射特点来预测、监测煤与瓦斯突出。     

煤与瓦斯突出粘滑机理研究

根据煤与瓦斯突出的地质力学模型,设计了煤与瓦斯突出过程摩擦滑动模拟实验系统,对地应力、瓦斯、煤体结构等因素的作用机理进行模拟研究,发现在煤与瓦斯突出过程中存在粘滑失稳现象,其特征受多种因素影响;提出了煤与瓦斯突出的粘滑失稳机理;对煤与瓦斯突出中的振动波动、延期突出及突出间歇等现象进行了新的理论解释,指出煤与瓦斯突出粘滑失稳伴生的AE等物理现象对瓦斯突出非接触式连续预报有重要理论意义。     

基于地质构造角度的煤与瓦斯突出机理研究进展

针对我国煤矿开采过程中面临的煤与瓦斯突出问题,总结了煤与瓦斯突出机理的研究进展,通过总结现有理论模型的不足,指出构造带突出机理研究工作具有重要意义;分析了地质构造对煤与瓦斯突出3大关键因素的影响,即地质构造对煤层地应力分布和瓦斯赋存分布具有控制作用,构造运动可以改变煤的微观结构,从而改变煤的物理力学性质;总结了构造带煤与瓦斯突出过程,将其划分为准备、发动、发展和终止4个阶段,其中准备阶段包括构造运动和采掘作业2部分;基于现有研究成果的不足,从地质构造角度提出了煤与瓦斯突出有待深入研究的方向。     

煤与瓦斯突出机理浅析

通过对国内外部分煤与瓦斯突出文献资料的分析,得出地应力、瓦斯和煤三因素都是发动突出的动力,提出煤层突出前的模式,并据此探讨了预测突出的部位及其强度的方法。     

可燃冰和煤与瓦斯突出的关系——兼论煤与瓦斯突出机理

通过对可燃冰的特性及其生成和保存条件的分析研究,提出了在一些煤层的部分区域可能存在着可燃冰的观点,并据此解释了突出煤层自行揭开突出瓦斯量远远超出煤层含量、二次突出等目前突出机理不能圆满解释的现象;相应提出了完善瓦斯突出机理,改进突出预测预报方法和防突措施的建议。     

煤与瓦斯突出地质控制机理探讨

在综合考察国内外煤与瓦斯突出研究基础上,从瓦斯地质角度深入分析构造煤体、高压瓦斯和构造作用等影响突出发生的关键因素,初步提出以瓦斯突出煤体为核心的煤与瓦斯突出地质控制机理。认为地质构造控制着煤层瓦斯的赋存和构造煤分层破坏程度以及厚度分布,控制着煤与瓦斯突出;煤与瓦斯突出动力现象是一定规模的瓦斯突出煤体在临近采掘工作面煤壁时,卸载引起煤体拉张向深部扩展破坏,煤层透气性高倍增加,同时煤体内大量瓦斯因降压而快速解吸,靠近煤壁的煤体内瞬间形成高动能的气、煤颗粒混合体,类似点爆炸药包,造成煤层严重崩塌破坏,发生煤与瓦斯突出。以郑煤集团大平煤矿“10·20”特大型煤与瓦斯突出为基础,进行地质控制煤与瓦斯突出实例分析,结合新疆自治区煤矿瓦斯地质特征揭示了瓦斯突出煤体发育和分布规律。     

煤与瓦斯突出危险区域划分研究

根据突出区域预测理论制定了突出危险区域划分指标,它包括瓦斯压力、瓦斯含量、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度、钻屑指标、综合指标D和K、工作面瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出点;并结合桃园煤矿具体的指标测定情况对其进行了突出危险区域划分,为下一步突出煤层瓦斯治理提供了依据。     

水力掏槽防突措施的机理研究

工业试验证实水力掏槽防突措施能有效地保证掘进中的施工安全,掏槽后快速消除突出危险,提高突出地段煤巷掘进速度。对水力掏槽措施中的高压水射流、地应力、瓦斯内力等参数进行了分析研究,研究了水力掏槽防突的机理。     

煤与瓦斯突出的煤粉池机理探讨

由于煤体的非均值性和开采卸压或古应力引起的应力集中,煤体中的软弱煤发生流变。软弱煤碎裂产生的碎裂面增加了煤的比表面积,造成了瓦斯大量吸附,降低了瓦斯压力。附近煤体纷纷解吸,不断向软弱破碎煤层渗流扩散。而软弱煤体由于吸附瓦斯,强度变弱而进一步破碎。伴随着软煤的破碎和瓦斯含量的增加,储存了大量膨胀能和瓦斯的煤粉池就形成了。煤粉池机理将煤与瓦斯突出视为是卸压开采过程中,地应力的集中引起的煤体流变和煤体池引起的瓦斯重新分配发展到一定阶段的产物。     

大河边向斜地质构造对煤与瓦斯突出的影响

为了对大河边向斜内煤与瓦斯突出进行区域预测与防治;根据向斜内煤层突出的特点,地质构造特征,地应力作用,煤层厚度及产状变化、煤层透气性的实测数据分析,探讨了向斜南北部及中部煤层突出的差异,研究了大河边向斜煤层突出机理.结果表明高瓦斯和封闭性好的地质条件是瓦斯突出的物质基础,压性和压扭构造等地质构造的发育及地应力作用是导致突出的重要因素,在向斜中部C409,C407,C406突出危险性最大,在向斜北部C409,C601突出危险性最大,在南部煤层突出危险性小;该成果对大河边向斜内进行煤与瓦斯突出区域预测与防治具有指导意义.     

矿井煤与瓦斯突出防治实践

结合义安煤业有限公司矿井具体瓦斯地质条件与12120工作面的瓦斯抽放实践,介绍了该矿煤与瓦斯突出危险性的预测办法及参数指标的预测步骤,详细分析了该矿防治煤与瓦斯突出的治理技术及应用效果,通过采取符合该矿具体实际的防突技术,提高了矿井瓦斯抽放效果,保证了矿井的安全生产。     

常村煤矿煤与瓦斯突出区域预测

为了预测常村煤矿煤与瓦斯突出区域,结合3号煤层瓦斯含量和压力、构造煤厚度、底板构造曲率、顶底板相对力学强度等方面特征,构建了3号煤层煤与瓦斯突出危险区、威胁区和非突出区的指标体系,结果表明:煤层瓦斯含量大于6.89m3/t、压力大于0.74MPa,单层构造煤累计厚度大于3.0m,煤层底板构造曲率|K|>50×10-6m-1,煤层顶底板相对力学强度大于20的区域是煤与瓦斯突出危险区。     

煤与瓦斯突出的渗透失稳机理分析

为探索煤与瓦斯突出机理,基于流固耦合理论,对地面煤田钻井、实验室巷道增压试验及金属栅栏的抑突效应进行了分析,提出了煤与瓦斯突出属渗透性失稳的观点,其主要内容是:煤层瓦斯压力梯度是反映地应力、瓦斯压力和煤层渗透性相互影响的一种综合性指标。突出分为2个阶段:第1阶段是煤体失稳阶段,产生失稳的动力是瓦斯的渗透力;第2阶段是煤与瓦斯突出的运移阶段,其主要动力是瓦斯的膨胀压力。瓦斯的渗透力取决于瓦斯压力梯度,而瓦斯膨胀压力取决于瓦斯绝对压力。降低煤层瓦斯压力、增加巷道气压背景值及延长渗流途径是降低煤层瓦斯压力梯度的3种途径。     

含水率对煤与瓦斯突出强度影响的试验研究

为了获得含水率对煤与瓦斯突出强度的影响规律,利用自主研发的大型煤岩瓦斯动力灾害模拟试验系统,在恒定瓦斯压力、轴向应力及煤样成型压力等条件下,进行了不同含水率煤体的煤与瓦斯突出模拟试验;同时提出了包含突出煤量和最远突出距离二元信息的数学方程,用于表示煤与瓦斯突出的相对突出强度。试验结果表明:自主研发的大型煤岩瓦斯动力灾害模拟试验系统的试验结果和现场煤与瓦斯突出实际状况相吻合;在轴压8 MPa、瓦斯压力0.8 MPa试验条件下,得出了含水率和相对突出强度呈二次曲线关系;煤体的含水率愈大,则相对突出强度愈小,发生煤与瓦斯突出的可能性也越小。