煤的吸附作用对瓦斯渗流特性影响的实验研究

为研究煤的吸附作用对瓦斯渗流特性的影响,以贵州六盘水矿区的煤样为研究对象,进行了瓦斯吸附平衡前后和不同吸附气体的三轴渗流试验。试验表明,相同煤样在瓦斯吸附平衡后渗透率明显低于吸附平衡前的渗透率;相同煤样通过不同气体的渗透率具有KHe>KCH4>KCO2的规律,不同吸附气体煤样的渗透率与气体压力服从指数分布;煤体渗透率与煤的变质程度具有一定的相关性。     

地应力对瓦斯压力及突出灾害的控制作用研究

为考察地应力对瓦斯压力与突出灾害的控制作用,通过理论分析和现场实例验证相结合的方法,分析了地应力的演化特征及构造应力对煤体结构、瓦斯压力和突出灾害的控制作用规律。研究结果表明：构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控制作用,含煤地层在高构造应力作用下其煤层瓦斯压力梯度可能远超过静水压力梯度,形成高的瓦斯压力;在强烈构造运动作用下形成的构造煤具有煤体强度低、瓦斯吸附和放散能力强等特点。由于地应力对煤体结构和瓦斯压力均起到控制作用,可以认为地应力在突出灾害中起主导控制作用,是煤体破坏的主要动力,也是高压瓦斯存在的前提。最后文中以祁南煤矿72煤层的瓦斯突出灾害特征验证了构造应力对突出灾害的主导控制作用。     

含瓦斯煤渗流模型的研究现状及发展方向

针对含瓦斯煤渗流模型的研究,是科学制订矿井瓦斯抽采作业规划或煤层气开发部署方案的理论依据。对含瓦斯煤渗流模型的研究成果进行了系统的梳理,并就相关理论的适用性进行了详细的分析。结合当前我国煤炭行业的发展趋势,指出了含瓦斯煤渗流模型研究的发展方向：①考虑“吸附解吸迟滞现象”的瓦斯扩散模型研究;②煤自身孔隙、裂隙结构与非线性渗流模型中各关键参数之间关联的微观作用机制研究;③基于非线性渗流—扩散与多物理场耦合作用影响的含瓦斯煤渗流模型研究。     

煤层瓦斯渗透率影响因素分析

文章对煤岩瓦斯渗透率的影响因素进行了分析,论述了渗透率与有效应力、煤层温度等因素之间的关系,并在此基础上,给出了提高煤层瓦斯渗透率、增强煤层透气性系数的一些措施,对防止煤矿事故,改善煤层抽放率具有现实的意义。     

本煤层超前卸压瓦斯渗流规律的影响因素研究

针对工作面前方煤体应力的演化全过程设计了实验方案,开展超前卸压区瓦斯渗流实验,对实验数据进行了拟合,得到了煤样加载阶段和卸载阶段渗透率与垂直应力的拟合函数。根据新大地煤矿15201工作面现场实际情况,结合不同阶段煤样渗透率与垂直应力的拟合函数建立了数值计算模型,就工作面采高、采深对超前卸压区瓦斯渗流规律的影响进行了数值模拟研究。模拟结果表明:一方面,随着采高、采深的增大,超前支承压力的影响范围不断增大,且超前支承压力峰值位置不断远离工作面煤壁,工作面前方的高渗透率区域不断增大;另一方面,超前支承压力峰值随采高的增加不断减小,但随采深的增加不断增大。     

煤结构异性对瓦斯渗透特性影响的实验研究

利用煤岩渗透测试系统,对煤样试件平行层理和垂直层理方向上,进行了不同瓦斯压力下的渗透率测定,结果表明:煤的结构异性对瓦斯渗透特性影响较大,实验煤样在两个方向上的渗透率大小相差约为1个数量级。针对瓦斯在平行煤样层理方向和垂直层理方向上流动特性的差异,建立了煤样瓦斯渗流的串联和并联阻流模型,并就层理构造对瓦斯渗透特性的影响进行了理论分析。     

构造煤分布规律及对煤与瓦斯突出的影响

通过对四川省主要矿区内晚二叠世和晚三叠世2个含煤地层中的构造煤进行研究,认为构造煤在不同构造位置、不同时代及不同煤层的分布有很大差别,构造煤的分布总体表现出分区性和选层发育的特点:盆地内部受构造应力作用较弱,是煤体结构破坏程度较弱的区域,挤压构造带内最厚的煤层构造煤最为发育.分析四川省煤与瓦斯突出资料,得出构造煤最发育的区域和层位,也是煤与瓦斯突出最严重的区域和层位.煤体结构及构造煤的发育程度对煤与瓦斯突出起着重要的控制作用.     

煤与瓦斯突出过程的力学作用机理

针对煤与瓦斯突出诱发机理不清的问题,研究了瓦斯渗流对工作面煤体破坏及煤与瓦斯突出的力学作用机制,分别从煤体渗流试验和土力学2个角度引入瓦斯渗透力这一体积力的概念,明确了瓦斯压力梯度作用在煤体的力学形式。基于弹塑性力学构建了含瓦斯工作面煤体极限平衡方程,进而将渗流与极限平衡区煤体应力进行耦合,从而得到了瓦斯压力作用下煤体拉应力产生以及拉伸破坏的力学原因。从渗透力作用的角度解释了突出孔洞壁层裂破坏特征和层裂体分布规律,揭示突出煤体层裂破坏时瓦斯压力作用的力学本质,并进行了模拟验证。结果表明：含瓦斯煤体受到瓦斯流动产生的渗透力,其大小等于瓦斯压力梯度,从能量的角度来看为单位长度的瓦斯压能损失。渗透力与围岩支承压力共同作用到工作面煤体上,成为破坏煤体的重要诱因。突出前瓦斯流动在新暴露工作面煤壁产生极高的渗透力;渗透力并非均匀地作用在煤壁内,而是集中作用在煤壁暴露面附近小于0.1 m的薄层内,促使煤体采掘方向应力急剧降低甚至成为负值形成拉应力,从而导致该薄层拉伸破坏失稳,形成层裂。煤体内渗透力与应力随时间快速变化,煤壁刚暴露时渗透力是稳定渗流时的6倍以上,相应产生的最大拉应力是稳定渗流时的5倍以上。煤层强度大小与煤体所受拉应力呈现此消彼长的关系,煤层强度越低,由渗流引起的拉应力越大,瓦斯压力的拉伸破坏作用越得以充分发挥,表现为瓦斯为主导的突出和典型的层裂破坏现象。

     

地质因素对黔西青龙煤矿煤与瓦斯突出的影响

瓦斯是影响煤矿安全生产的重要因素之一,本文重点分析了贵州省黔西县青龙煤矿的地质条件,对其对煤与瓦斯突出的影响原因进行了分析,提出了在青龙煤矿中地质因素与对突出的影响。为煤矿瓦斯预测预报提供了依据,促进矿井安全生产。     

煤中瓦斯运移的非达西渗流机理研究

通过煤体中瓦斯渗透性能测试,采用渗流理论分析瓦斯在煤体中的渗流机制,结果表明:在高压阶段,瓦斯渗透流量Q与压力项△²p/L线性相关,在低压时,渗流曲线Q-△²p/L表现为对Darcy定律线性关系的偏离;瓦斯在煤体中的渗流由非线性转变为线性,即瓦斯在煤体中的渗流由非达西渗流转变为达西渗流,存在转变的临界点。瓦斯在煤体中的渗流与雷诺数相关,雷诺数大时渗流属达西渗流,雷诺数小时渗流为非达西渗流。理论计算分析揭示了瓦斯分子自由程和煤体孔隙结构共同作用导致了非达西渗流现象。     

瓦斯突出及渗流物理试验研究进展

系统综述了前人研究煤与瓦斯突出的物理试验方法及理论成果,得出突出物理模拟试验分为瓦斯压力破膜突出模拟试验、人工缓慢干扰突出模拟试验、点火爆炸气压突增模拟试验、瞬间卸压突出模拟试验、间接突出试验5种方案;渗流试验由单一影响因素向多影响因素综合分析,并得到各因素影响渗流变化量的规律。认为目前该类试验研究为静态-突出模拟而非动态-突出模拟;没有研究机械振动作用下含瓦斯煤体渗流特性;没有研究突出前后瓦斯渗流规律;未系统分析煤体力学性质、瓦斯解吸吸附、渗流、煤体变形特征与突出破坏特性间的关系,以及机械振动对煤体强度、瓦斯解吸吸附、渗流、突出的影响。     

我国煤矿坑道钻机研究现状及发展趋势

介绍了常规煤矿坑道钻机的研究现状,探讨了定向钻进、远程自动控制等新技术在煤矿坑道钻机研制过程中的应用,指出了我国煤矿坑道钻机的发展趋势。根据国内煤矿坑道钻机及其相关技术的发展,构建智能化钻探工作面,全面提高煤矿坑道钻机的适应性和可靠性,对于确保煤矿安全、高效生产具有非常重要的意义。     

我国煤矿瓦斯防治技术的研究进展及发展方向

在我国一次性能源消费中煤炭一直占主导地位,瓦斯作为煤炭开采过程中的伴生产物,一直是威胁矿井安全生产的主要灾害之一,并且随着煤层开采条件的变化和开采工艺的变革,瓦斯灾害的防治难度不断增大。基于此,着重从瓦斯预测技术、瓦斯抽采利用技术、煤与瓦斯突出防治技术、瓦斯煤尘爆炸防治技术和瓦斯预警与监测监控技术等方面介绍了瓦斯防治技术的最新进展情况,针对现有瓦斯防治技术存在的问题提出了未来瓦斯防治技术的发展设想。     

氧化锆制备技术的研究现状及发展趋势

本文对稳定型氧化锆、部分稳定型氧化锆的性能、生产过程及其应用进行了系统的分析及总结,重点介绍了化学法与电熔法生产稳定型氧化锆的生产工艺,以及利用微波加热技术强化制备部分稳定型氧化锆的特点及优势。文献结果表明:微波加热作为一种绿色新型的加热技术,在强化部分稳定型氧化锆方面具有降低反应温度、提高反应速率、节能高效等优势。     

影响煤与瓦斯突出的定性因素定量化研究

运用层次分析法对影响煤与瓦斯突出的定性因素进行定量化研究并建立评价模型。实例分析了贵州某矿发生的突出事故,确定了各影响因素的权重系数,评价结果与实际比较相符,为制定煤与瓦斯突出防治措施提供了科学的理论依据。     

我国悬臂式重型掘进机的现状与发展趋势

介绍了我国重型掘进机的发展概况,阐述了我国重型掘进机的应用现状,分析了我国重型掘进设备与国外存在的差距,指出了重型掘进机技术的发展趋势。     

煤层渗透特性影响因素的研究现状与思考

煤层渗透特性是目前业内研究的热点和难点问题之一。通过对前人的研究方法和研究结果进行比较,着重对地应力、瓦斯压力和温度3个影响因素进行总结,并得到如下结论:煤样的渗透率变化与煤岩体内孔隙、裂隙的变化情况一致;瓦斯压力对煤样渗透率的影响存在有效应力主导阶段、煤基质吸附-解吸变形主导阶段和滑脱效应主导阶段;在较低的温度下,煤样渗透率随温度升高而降低;而较高温度下,随温度升高而升高。通过对上述影响因素研究现状的总结和思考,指出了今后亟待解决的科学问题和研究方向。     

超细搅拌磨的研发现状及发展趋势

本文详细介绍了超细搅拌磨的结构及工作原理,分析了超细搅拌磨的发展历史和国内外研究现状,并指出了其今后发展趋势。