煤粒瓦斯扩散及扩散系数测定方法的研究

基于理论分析建立了第三类边界条件下的煤粒瓦斯扩散方程，并给出了解析解。对解析解的分析表明，第一类边界条件下及煤粒内部浓度均匀一致条件下的扩散是第三类边界条件下的特例或近似过程。煤粒瓦斯扩散过程能否近似简化成第一类边界条件下和内部浓度均匀一致条件下的扩散过程，取决于煤粒内部扩散系数和表面扩散传质采数的相对大小，文中介绍了这两个系数的测试方法，并给出了测试实例。     

基于动态扩散系数的煤粒瓦斯扩散模型

为准确地描述瓦斯在煤粒中的扩散全过程,本文根据气体在不同尺寸孔隙中的扩散特性,导出随孔隙尺寸和孔隙压力变化的动态扩散系数,并将其作为变量代入到单一孔径扩散模型中;随后根据孔隙的分形特性,将单一孔径毛细管内的扩散推广至宏观球形煤粒内的扩散,并通过煤粒解吸实验和压汞实验对模型进行验证.结果表明:无论是在扩散前期还是后期,所建立模型的计算结果,都能与实验数据吻合.新模型将扩散系数视为与气体流态相关的变量,与经典单孔隙扩散模型和双孔隙模型相比有较大的优势,且涵盖了经典单孔隙扩散模型、双孔隙模型以及三孔隙模型,并将其推广到多孔隙模型.     

小马村矿瓦斯赋存与瓦斯涌出规律研究

为对小马村矿一5煤层东区开采时通风设计以及瓦斯防治方案制定提供科学依据,通过对煤层瓦斯含量与埋深的回归分析,研究了煤层瓦斯含量分布规律.通过对预测方法特性和适用条件比较,并结合研究矿井的实际,选取了以煤层原始瓦斯含量为基础、能够实现对新(改扩)建矿井进行预测的分源预测法.根据分源预测法计算公式,得到了小马村矿掘进、采煤、采区和矿井最大瓦斯涌出量预测结果,按照矿井瓦斯等级划分标准,判定了矿井瓦斯等级.研究结果对于矿井通风设计和防治瓦斯管理具有重要作用和意义.     

孔庄煤矿瓦斯地质规律研究

分析了矿井瓦斯涌出特征，研究了矿井瓦斯地质规律，并采用瓦斯地质数学模型法对深部未采区域进行了瓦斯涌出量预测。     

沙曲矿井瓦斯地质规律研究

运用地质构造控制理论分析了沙曲矿井的瓦斯赋存特征,初步总结了沙曲矿井的瓦斯地质规律.针对矿井4号煤层瓦斯含量高、平面上具有从东向西逐渐增大的特点,从瓦斯地质学的角度指出一定的地质构造条件、煤层上覆基岩厚度差异大、致密的顶底板岩性、复杂的水文地质条件及煤的变质程度是沙曲矿井煤层瓦斯赋存规律的主控因素.并利用数值回归分析的方法,建立了上覆基岩厚度与瓦斯含量的数学预测模型,为预测深水平的瓦斯含量奠定了基础,为瓦斯防治工作提供了依据.     

煤体瓦斯渗透性的电场响应研究

通过试验研究了施加交变电场条件下的煤体瓦斯渗透特性，并分析了其作用机理．研究结果表明，煤体瓦斯渗透率对电场有明显的响应：施加电场后，煤体瓦斯的渗透率提高，并且随着电场作用频率和强度的增加而提高；其作用机理是：外加电场作用使煤瓦斯分子热运动加剧，吸附势阱降低，吸附量降低，活性提高，增强了瓦斯的解吸和扩散，使煤体瓦斯的有效渗透通道增大，这对于提高煤矿瓦斯排放率和煤层气的开发利用，对于防治煤矿瓦斯灾害都有重要的现实意义。     

梁北煤矿瓦斯地质规律与瓦斯综合治理技术研究

应用瓦斯地质和构造控制理论,研究了煤层瓦斯和地质构造的本构关系;结合梁北煤矿的实际情况,探讨了该矿的瓦斯地质规律以及影响瓦斯分布及涌出的主要因素;根据矿井不同地点,采取了针对性的瓦斯治理综合措施,并对其效果进行了评价,为控制瓦斯事故、确保安全生产提供了理论依据.     

基于SPSS的瓦斯赋存规律研究

本文通过对瓦斯含量有影响的各因素做一元线性回归,得出影响C5煤层瓦斯含量的主要因素为埋深,同时得出影响最大的另两个因素为煤厚、20米岩层效应厚度。利用SPSS软件做多元回归,最终得出瓦斯含量的定量计算公式。通过验证可知,该公式具有良好的可靠性,可以用来定量的计算瓦斯含量,在一定意义上指导了安全生产。     

铁厂沟煤矿瓦斯地质规律研究

根据矿区大地构造位置、构造演化和区域构造应力场的特点,总结和分析了铁厂沟煤矿构造特征及其对煤层瓦斯的控制作用,确定了瓦斯含量与煤层埋深的正相关关系,提出了煤层埋深是铁厂沟煤矿煤层瓦斯赋存的区域主控因素,压性或压扭性断裂附近是瓦斯灾害局部防治的重点,对铁厂沟煤矿以及具有相似地质条件的煤矿瓦斯治理工作具有指导意义.     

艾维尔沟矿区瓦斯地质规律研究

运用瓦斯地质理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,研究了艾维尔沟矿区的瓦斯地质规律.综合分析了地质构造、煤层埋深、构造演化、煤变质程度等对煤层瓦斯赋存的影响.提出了煤层埋深是艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存区域的主控因素,同时受构造演化、煤变质程度等因素影响,在局部区域受地质构造因素控制明显.因各种因素的共同作用,在沿煤层走向上,同一水平标高,矿区西部瓦斯含量最高,东部次之,中部最小;沿煤层倾向方向上,瓦斯含量具有随煤层埋深的增加而增大的整体趋势.在向斜构造轴部及断层带附近瓦斯富集.     

碳化硅探测器的时间响应研究

碳化硅探测器是近年来新兴的半导体探测器,具有高电荷收集效率和强抗辐照特性,被广泛用于中子和带电粒子探测。本文针对电流型碳化硅探测器的时间响应特性开展研究,利用W.C.狄钦松模型理论计算和可等效δ脉冲的超快射线束响应实验分别研究了碳化硅探测器的时间特性,理论和实验结果较为一致;研究发现碳化硅探测器的具有超快时间响应特性,上升时间和响应半高宽小于2 ns;研究了碳化硅探测器时间响应的尺寸效应,获得了探测器时间响应下降时间与RC时间参数关系的经验公式。本文研究结果可为碳化硅探测器的设计、脉冲射线探测应用等提供参考。     

煤与瓦斯突出冲击波传播规律研究

应用应力波理论研究了煤与瓦斯突出过程中产生的冲击波在煤体界面上的反射、透射现象,得到了入射、反射和透射超压解析解,根据空气动力学分析了冲击波沿巷道方向传播规律.结果表明：透射超压值为入射超压的两倍,而反射超压值略小于入射超压.冲击波超压与冲击气流、突出的膨胀能量成正比,与通风巷道的截面面积呈反比;当冲击波在单个层状煤体中传播时,它会在其两端自由界面上出现反射,反射波反向卸载,自由面上物体振动速度加倍,又将其撕裂成若干个更薄的层状体;当冲击波传播到构造煤和硬煤岩体的分界面上时,产生了强烈的透射和反射现象,透射波在分界面上叠加,其应力值加倍,煤体受到强烈压缩作用,当其超过软煤强度时,软煤被压裂破坏.     

鄂庄煤矿2煤层瓦斯地质规律研究

通过对鄂庄煤矿2煤层采掘区井下钻孔瓦斯煤样直接法测试结果及勘探钻孔瓦斯样资料的综合分析,阐明了影响鄂庄井田2煤层瓦斯赋存的主要地质因素和矿井未采区煤层瓦斯含量预测的思路和方法.探讨了鄂庄井田2煤层瓦斯赋存的规律.在分析低瓦斯矿井瓦斯涌出特点和影响因素的基础上,指出瓦斯异常涌出是低瓦斯矿井瓦斯防治的重点.     

采煤工作面瓦斯体积分数分布规律研究

针对综合机械化煤矿开采的特点和瓦斯涌出的来源,沿采煤工作面布置测点,对采煤工作面瓦斯体积分数进行监测,研究瓦斯体积分数在采煤工作面分布规律。对监测数据的整理与分析表明,在工作面内,沿工作面走向方向,由于风速、风量和漏风的影响,瓦斯体积分数是逐渐增大的,且在采面中部到回风侧之间,瓦斯体积分数变化剧烈,尤其在靠近回风侧的30架液压支架段。沿工作面倾向方向,瓦斯体积分数呈现较高、高、低、高、较高的现象,同时煤壁至采空区的距离之间,瓦斯体积分数存在一个最小值,其位置在采面的不同空间点有所不同。     

瓦斯风压诱导矿井风流灾变规律研究

为了深入分析瓦斯风压诱导矿井风流灾变规律,建立了一维非稳定流动微分方程以及单一巷道瓦斯体积分数弥散模型,结合通风网络理论中的节点风量平衡定律和回路风压平衡定律,得出了非稳定流的网络模型和瓦斯体积分数联合模型,并提出了模型的求解方法,通过编写计算机程序实现了耦合模型的求解,运用该程序模拟了九里山煤矿8.2315051区段巷煤与瓦斯突出事故.结果表明,15011工作面在瓦斯风压作用下,将发生风流逆转,回风巷瓦斯体积分数最高达18.39%,与本次事故案例记载的结果一致.     

含瓦斯煤体变形规律的实验研究

瓦斯是煤和瓦斯突出的主要能源,研究瓦斯对煤体的作用具有理论和实践意义。实验表明,当煤体吸附瓦斯后发生膨胀变形,其变形规律基本上服从朗格缪尔方程。当解吸瓦斯后,煤体发生收缩变形,基本上服从指数方程。变形值的大小与煤的变质程度、强度和孔隙性质有关。变形值可以作为预测煤体突出危险性的一项指标,并可用于预测抽放瓦斯措施的效果。     

鄂庄煤矿2煤层瓦斯地质规律研究

通过对鄂庄煤矿 2煤层采掘区井下钻孔瓦斯煤样直接法测试结果及勘探钻孔瓦斯样资料的综合分析 ,阐明了影响鄂庄井田 2煤层瓦斯赋存的主要地质因素和矿井未采区煤层瓦斯含量预测的思路和方法 .探讨了鄂庄井田 2煤层瓦斯赋存的规律 .在分析低瓦斯矿井瓦斯涌出特点和影响因素的基础上 ,指出瓦斯异常涌出是低瓦斯矿井瓦斯防治的重点     

低瓦斯矿井高效高效工作面瓦斯涌出规律

在全面系统研究的基础上提出了我国首家 万吨高产效工作面的瓦斯涌出现规律，对低瓦斯矿井高产效工作面瓦斯治理具有指导意义。     

低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯涌出规律

在全面系统研究的基础上提出了我国首家日产万吨高产高效工作面的瓦斯涌出规律，对低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯治理具有指导意义．