煤与瓦斯突出能量的研究

利用研制的煤与瓦斯突出模拟实验装置,对芙蓉、丰城、乐平、涟邵、白沙、梅田、六枝等煤与瓦斯突出重点局矿的19个煤样进行了98次机械功破碎实验、123次瓦斯内能破碎实验,并对19个煤样进行了工业分析、坚固性系数测定、放散初速度测定等实验,在此基础上,建立了以地应力、瓦斯压力、煤的坚固性系数及放散初速度表述的发生煤与瓦斯突出的能量关系式,并对六枝矿务局化处矿一次突出进行了具体分析。     

煤与瓦斯突出三维模拟实验研究

从力学模型入手，按相似理论设计了三维煤与瓦斯突出模拟实验装置，实验模拟了不同煤型强度、三向应力、瓦斯压力条件下的煤与瓦斯突出过程，得出了突出强度同瓦斯压力、煤型强度、三向应力、瓦斯压力关系数学模型，分析认为，应力和煤的力学性质是决定突出强度的主要因素。     

瓦斯压力对煤与瓦斯突出冲击波传播的影响研究

为研究瓦斯压力对煤与瓦斯突出冲击波传播的影响,自主研制了一套突出煤—瓦斯两相流模拟实验系统,开展了不同瓦斯压力条件下的煤—瓦斯两相流运移规律模拟实验,实现了对突出过程巷道内突出煤—瓦斯两相流运移的可视化监测。实验结果表明：煤与瓦斯突出是一个从突出口开始迅速向煤体内部发展的动力过程,期间瓦斯压力存在多次上下波动;突出过程中巷道内的冲击波超压呈现正压相与负压相交替变化的局面,同时冲击波超压特征值随初始瓦斯压力的增大而呈对数函数递增趋势;冲击波超压在巷道中传播是一个不断衰减的过程,前期衰减较慢,后期衰减加快。     

瓦斯压力对煤与瓦斯突出强度影响研究

为研究瓦斯压力对煤与瓦斯突出强度的影响,改进一套煤与瓦斯突出模拟试验装置,增加气体压力传感器和温度传感器。研究煤与瓦斯突出过程中的瓦斯压力、温度变化,分析突出过程中各参数的演化规律。进行瓦斯压力分别为0.60、0.80、0.90、1.00 MPa的煤与瓦斯突出模拟试验。     

煤与瓦斯突出的二维模拟实验研究

介绍了自行设计、加工的模拟煤与瓦斯突出的二维实验装置及配套的压力数据自动采集处理系统。在二维模拟实验装置上做了一系列的实验。实验发现，煤样的破坏存在“开裂”和“突出”两类典型的破坏形式，破坏阵面的前沿以拉伸强间断的形式向外传播；煤体破坏的初期是轴对称的，而后则只在某一方向上向外扩展，而且破坏阵面的扩展速度是逐渐衰减的，不存在恒稳推进，在煤体破坏过程中，应力重新分布，并有４种不同的应力转移形式。这些结论对于认识煤与瓦斯突出的机理是十分有益的。     

煤与瓦斯突出瓦斯压力变化规律实验研究

通过煤与瓦斯突出模拟实验,研究了突出过程中瓦斯压力的变化规律,分析了突出过程中瓦斯对煤体的破坏作用。研究发现:应力和瓦斯压力达到一定梯度才能引起煤与瓦斯突出,突出的发动明显滞后于卸压过程;突出发生时,瓦斯压力的变化有明显的规律性,瓦斯压力变化形态呈现出突然降低、快速升高并波动、达到波动峰值后逐渐降低,瓦斯压力的变化形态与突出发展的演化过程有较好的对应性;压出与突出过程中的瓦斯压力变化形态有显著差异。煤体在应力和瓦斯压力差的作用下发生剪切和拉伸破坏,靠近卸压口处的煤体层裂破坏特征明显。     

突出口径对煤与瓦斯突出强度影响研究

改进大型煤与瓦斯突出模拟试验装置,增加两个气体压力传感器和两个温度传感器,进行突出口径分别为10mm,30mm,50mm的煤与瓦斯突出模拟试验。试验结果表明:在0.75 MPa瓦斯压力条件下,突出口径为10mm时没有发生煤与瓦斯突出,突出口径为50mm和30mm时发生煤与瓦斯突出,突出煤体质量分别为25.40kg和15.05kg。随着突出口径的减小煤与瓦斯突出的煤量减少,突出强度降低。突出口径的大小影响煤体突出的状态,突出口径越大,煤体突出的距离越远,破坏性也越高。突出后煤样中粒径在1.6~5.0mm范围内的煤颗粒比例减小,而粒径小于0.75mm的煤颗粒比例增加,体现了突出过程中的破碎功,具有较强的粉碎性。突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,煤体中瓦斯的放散受突出口径的影响,使煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同。突出口径越大,瓦斯压力降低越快,瓦斯对煤体的粉碎性越明显,突出强度也越大,突出过程中煤体温度也发生变化,说明突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和突出特性。     

煤与瓦斯突出过程中瓦斯作用的研究

为了对煤与瓦斯突出事故进行有效的预防与控制，分别从孕育和突出两个阶段阐述了瓦斯在煤与瓦斯突出中所起的作用，指出了煤层吸附瓦斯和裂隙瓦斯对煤的物理力学性质的影响；由于空隙瓦斯的存在, 加剧了煤体失稳破坏的过程；特别指出突出的主要能源来自于瓦斯的膨胀能；并根据这一结论提出了相应的防突措施.     

煤和瓦斯突出机理的流变假说

基于煤与瓦斯突出能量理论,建立了突出煤体三维结构应力模型,并利用弹塑性力学相关知识和数学求解方法推导了突出煤体的瓦斯弹性势能和瓦斯内能方程,为钻孔造穴诱突技术应用提供理论依据和实现路径。现场试验了钻孔水力造穴诱突、爆破诱突2种诱突技术措施,结果表明,钻孔造穴诱突过程的能量耗散机制符合推导的瓦斯能量方程和结构应力模型。针对试验矿井实际条件,2种诱突技术措施应用时存在一个阈值,当试验矿井煤层瓦斯含量大于9 m³/t时宜采用水力造穴诱突技术,反之宜采用爆破诱突技术。实践表明,2种诱突技术措施均能使试验矿井瓦斯治理效果显著提高。

     

煤与瓦斯突出工作面预测系统的设计

随着计算机与网络技术的发展,需要对现有的一些煤矿安全预测管理系统进一步更新和完善.由此采用B/S体系结构,利用ASP.NET和ADO.NET技术构建了煤与瓦斯突出工作面预测系统,并对系统的主要功能、系统的设计、实现技术和实现过程进行了阐述.     

煤与瓦斯突出的机理研究

使用实验物理的方法,结合煤与瓦斯突出的现象,利用辐射化学和量子力学的分析结果,推断煤与瓦斯突出的微观机理,提出"雷电"效应一直伴随着煤与瓦斯突出这一概念。分析化学变化和粒子相互作用在煤与瓦斯突出过程中的作用,得出煤与瓦斯突出的机理。     

瓦斯解吸量在突出预测中的可靠性研究

采用现场测定和实验室实验的方法,研究得出了瓦斯解吸量作为突出预测指标是敏感可靠的.突出煤体的瓦斯解吸量大,瓦斯解吸速率快,瓦斯解吸量和瓦斯压力之间有着密切的关系,本文提出通过研究解吸时间、瓦斯压力、瓦斯解吸量等之间的关系,来确定瓦斯解吸量的临界值的方法.     

煤与瓦斯突出强度预测的研究

根据关于突出机理的"球壳失稳"理论提出了预测煤层突出强度的指标,通过多次突出模拟试验,用多元回归方法建立了预测突出强度的线性函数,实验证明:煤样的初始释放瓦斯膨胀能和软煤厚度可以准确地预测煤层的突出强度。     

单一突出煤层回采工作面瓦斯综合治理技术

针对位村矿14101工作面煤层与瓦斯赋存条件,采用本煤层平行布孔抽放、高位钻孔裂隙抽放、工作面浅孔卸压带抽放、扇形布孔卸压抽放、上隅角埋管抽放等综合瓦斯治理措施,有效解决了煤与瓦斯突出与瓦斯超限问题,保证了工作面顺利回采,可为类似工作面瓦斯治理提供参考。     

煤与瓦斯突出预报研究

介绍了煤与瓦斯突出机理,重点阐述了煤与瓦斯突出预报方法及其在实际中的应用,在分析我国突出预报现状的基础上,讨论了突出预报的发展趋势.     

大采深煤与瓦斯突出煤层消突技术研究

分析了大采深煤与瓦斯突出突出煤层瓦斯压力及突出区域分布规律,随采深增加,煤层地应力越来越高,煤层瓦斯压力、含量越来越大,突出危险性越来越强;采用顺层钻孔法对煤层瓦斯进行抽放以有效降低煤层瓦斯含量,消除煤层的突出危险性.     

顺层长钻孔预抽瓦斯区域防突措施研究

顺层瓦斯抽采是高瓦斯矿井抽采的重要方法之一。文中基于某矿西井田地质条件,进行了顺层定向钻孔及顺层普通长钻孔两种抽采方法的理论分析,同时,为了验证抽采过程中煤层透气性和效果准确性,对两种抽采效果进行量化对比,结果表明顺层定向钻孔抽采工艺能够满足要求,可以作为西井区预抽钻孔防突效果预测,从而指导矿井抽、掘、采衔接规划。     

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。     

煤与瓦斯突出事故不安全动作原因研究

为了减少煤与瓦斯突出事故的发生,将煤矿企业员工划分为4个层级:一线员工、班组长、中基层管理人员和高层管理人员,应用行为安全"2-4"模型案例分析方法,分析了2000-2011年间国内66起典型煤与瓦斯突出事故的不安全动作原因。结果表明:一线员工不安全动作的发生比例是37.30%、高层管理人员36.99%、中基层管理人员24.76%、班组长5.64%;一线员工不安全动作发出频次最高的是突出危险区作业,间接原因主要是安全知识不足和安全意识不高。