豫北二_1煤瓦斯突出的优势断裂控制

本文以罗国煜教授的优势面理论为指导来研究豫北 (为瓦斯突出矿井区 )二1 煤的瓦斯突出 ,提出了煤矿井下瓦斯突出的优势断裂控制理论。先根据优势断裂 (优势面 )指标找出了研究区共有4条优势断裂 ,然后以优势断裂为中心建立了瓦斯突出优势体模型 ,根据实验结果和现场资料分析得出了优势体中优势断裂与瓦斯突出关系的内在机制 ,并对优势体模型瓦斯突出进行了定量预测。     

关于利用顶板动态监测预测瓦斯突出危险性的探讨

根据桑树坪矿综采面瓦斯突出特点，以理论与实测相结合的方法，分析了综采面突出危险性有关问题，初步查清了突出与老顶断裂位置的关系。进而提出了利用顶板监测预测瓦斯突出的可能性。     

鹤岗煤田瓦斯突出构造控制规律及区划研究

为了研究鹤岗煤田瓦斯突出构造控制规律,基于瓦斯地质构造逐级控制理论,通过对鹤岗煤田构造演化、断层以及岩浆活动对瓦斯突出的影响分析,对鹤岗煤田进行了瓦斯突出区带划分。研究结果表明:鹤岗煤田经历了多期构造运动的改造,强烈的断裂切割及岩浆活动造成了煤田内构造应力、煤的变质程度以及瓦斯风化带、瓦斯含量等因素的不均衡性;依据这种不均衡性将鹤岗煤田瓦斯分带划分为3个高突瓦斯区、1个低瓦斯区,分别为峻德-兴安高突瓦斯区、南山-益新高突瓦斯区、兴山高突瓦斯区、富力-新陆低瓦斯区。     

钱营孜32煤层瓦斯地质规律研究及突出预测

本文运用瓦斯地质理论,分析了钱营孜井田的瓦斯地质条件,研究发现地质构造的复杂程度直接控制了煤层瓦斯的赋存、运移条件。认为煤层埋藏深度是影响煤层瓦斯赋存的主要因素,找出了煤与瓦斯突出的关键因素是以断裂为主,并根据敏感性指标划出突出危险性区域。     

煤与瓦斯突出冲击动力效应及致灾特征模拟实验系统研制与应用

由于对煤与瓦斯突出激发后致灾特征及其诱导矿井风流灾变机制不清，现场常根据经验布设风门、布置自救系统等设施，尚不能有效地布置安全防护措施和制定科学合理的应急预案。为了准确掌握突出冲击动力效应及致灾特征，基于相似理论，研发了一套考虑突出孔洞周围卸压区煤体瓦斯补给作用的突出模拟实验系统，并基于突出模型和瓦斯渗流理论通过严格计算确定了补气装置的关键参数。该实验系统主要包括：突出孔洞动力系统、突出激发装置、巷道模拟系统和数据采集与控制中心4个模块，能够模拟巷道内突出冲击波形成和传播、突出煤-瓦斯两相流运移及瓦斯逆流等突出动力现象。开展了瓦斯压力为0.8 MPa的突出灾变模拟实验，利用高速摄像机直接观测到突出冲击波形成过程。结果表明：突出发生瞬间，在管道内瞬间形成空气冲击波，后面依次出现的是冲击气流、突出瓦斯气流和煤-瓦斯两相流。且空气冲击波速度>冲击气流速度>突出瓦斯气流速度>突出煤-瓦斯两相流阵面速度，4者最大速度分别为546.5、496.7、112.6、51.5 m/s，并沿管道逐渐衰减。突出过程中高压瓦斯从突出孔洞涌入巷道空间，造成瓦斯逆流现象。突出过程中突出孔洞内瓦斯压...     

基于分形理论的煤与瓦斯突出区域预测研究

煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,由于突出的复杂性,目前存在不同的侧重点和观点.大量事实证明,瓦斯突出是受地质条件控制的.以分形理论为基础,对潘一矿V级断裂构造图进行分形研究,用分维值表示区域断裂构造系统的复杂程度,据此最后划分了突出危险区、突出威胁区和无突出危险区.     

平顶山矿区煤与瓦斯突出点构造物理研究

根据构造物理学的理论和方法，对平顶山矿区煤与瓦斯突出点的构造特征进行综合研究结果表明：突出分布的区域对应一定的地质构造单元；突出点构造具有方向性；在断层尖灭端和构造煤发育增厚区易发生煤与瓦斯突出，为煤与瓦斯突出的预测预报提供了依据。     

利用瓦斯涌出动态指标预测煤与瓦斯突出

文章以理论探讨与现场考察相结合论述了掘进工作面瓦斯涌出动态与煤与瓦斯突出危害性之间的相互关系。并根据国内外对瓦斯涌出动态指标的初步研究。分析得出Ｖ３０（Ｖ６０）和Ｋｖ可作为瓦斯涌出动态预测法的两项主要指标。     

利用瓦斯涌出动态指标预测煤与瓦斯突出

文章以理论探讨与现场考察相结合，论述了掘进工作面瓦斯涌出动态与煤与瓦斯突出危险性之间的相互关系。并根据国内外对瓦斯涌出动态指标的初步研究，分析得出Ｖ３０（Ｖ６０）和ＫＶ可作为瓦斯涌出动态预测法的两项主要指标。     

煤与瓦斯突出动态前兆的非线性特征研究

基于混沌和分形理论，分析了描述煤与瓦斯突出动态前兆非线性特征的方法和指标．针对重要突出前兆之一——采掘工作面前方煤体瓦斯涌出量动态时间序列（简称Q序列），计算分析了其最大Lyapunov指数，二阶Renyi熵和关联维，证明Q序列具有混沌-分形特征．进一步研究表明，工作面有突出危险状态与无突出危险状态相比，其Q序列的多重分维谱Dq表现出明显的差异，Dq-q曲线由负q区向正q区过渡时在q=0附近区域明显变陡，而无突出危险时段Dq-q曲线过渡较平缓，从而说明有突出危险时煤岩瓦斯动力系统的变化更为复杂．研究结果可望为突出危险性预测提供一种新的思路．     

煤与瓦斯突出区域预测的地质动力区划

以板块理论为基础,从区域地质构造研究入手,进行了活动断裂划分与评估,并结合地应力测量方法、数值模拟方法、实验室试验、GIS技术和计算机技术,研究和建立了突出危险区域预测方法。开发了煤与瓦斯突出区域预测决策分析系统,实现了煤与瓦斯突出区域预测的可视化管理,进而划分煤与瓦斯突出危险区、突出威胁区和无突出危险区,对煤与瓦斯突出危险性作出评估和预测,拓宽了煤与瓦斯突出预测途径,提高了瓦斯灾害预测的准确性。     

矿井动力现象区域预测研究

以平顶山矿区为研究对象,根据地质动力区划方法查明的各级活动断裂建立了地质构造模型．利用ＡＮＳＹＳ软件计算了平顶山十矿岩体应力,得出了Ⅲ－１２断裂所形成的构造应力区制约着该矿煤与瓦斯突出发生的结论,并对未来矿井生产中可能发生煤与瓦斯突出的区域作出了预测．     

冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制及控制

针对冲击地压采面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压采面瓦斯涌出异常诱发因素的基础上,研究了冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制、瓦斯异常区划分方法及防治技术。研究结果表明:冲击地压采面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤（岩）固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等;冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制是煤（岩）层冲击或震动,造成应力集中区域突然卸压、裂隙扩展,大量卸压瓦斯解吸扩散并涌向采场,工作面后方采空区随着顶板断裂,瓦斯被突然压出,造成瓦斯涌出异常。在治理冲击地压采面瓦斯时,采前需预评价、预分区、预处理,开采过程中,可以实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护等措施,以降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面得到了应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

开采解放层预防煤与瓦斯突出的断裂力学分析

为了对煤与瓦斯突出事故进行有效的预防和控制,运用断裂力学的基本理论,对开采解放层对防治煤与瓦斯突出所起的作用进行了理论分析,建立了被解放层Irwin-Kies关系的恒位移模型,并系统地分析了该模型内的各种能量关系。采用最大周向应力理论(σ_θ准则)来判断煤体中裂纹是否会扩展,运用能量释放率断裂准则(G准则)来判定裂纹是否会失稳扩展,提出了从减小煤体的应力强度因子和提高断裂韧度方面来防止煤与瓦斯突出的一种新方法。     

鹤壁矿区煤与瓦斯突出因素分析

根据鹤壁矿区的瓦斯地质条件,运用构造控制理论研究发现,地质构造的复杂程度直接控制了煤层瓦斯的赋存、运移条件,并影响了地应力大小和煤层瓦斯压力大小。找出了影响鹤壁六矿、八矿、十矿煤与瓦斯突出的关键因素是以断裂为主,伴有发育程度不同的褶皱的复杂构造和分布不均匀的地应力。     

工作面煤与瓦斯突出危险性判别与防治措施效果评估

为了判别平顶山矿区八矿煤与瓦斯突出发生危险性,分析防治措施效果。以己₁₅-15060工作面为研究对象,综合运用瓦斯地质分析、地质动力区划和岩体应力状态分析等方法,对自然地质条件下工作面煤与瓦斯突出发生危险性进行了判别;采用FLAC^3D模拟方法分析了掘进和开采活动对突出危险性的影响;采用COMSOL Multiphysics模拟方法对瓦斯抽采等防突措施效果进行了评估。研究结果表明：己₁₅-15060工作面埋深较大,工作面大部分处于应力升高区和应力梯度区范围内,岩体应力较高;受到Ⅲ-3和Ⅴ-10等区划断裂的控制作用,在自然地质条件下具有煤与瓦斯突出发生危险。采掘活动进一步增大了突出发生危险。采取了瓦斯抽采等措施后,工作面煤层中瓦斯压力降低至0.12～0.38 MPa,瓦斯含量降低至2.1～4.2 m³/t,达到了预期效果。表明瓦斯地质图、地质动力区划等预测结果对煤与瓦斯突出等动力灾害的防治工作具有很好的指导作用,八矿建立健全的煤与瓦斯突出防治技术体系,有效遏制了煤与瓦斯突出等矿井动力灾害的发生,对矿井的...     

突出煤层区域性瓦斯抽采数值模拟研究

根据流体力学和岩体力学理论,以神宁集团金能煤业分公司4331工作面为研究对象,建立了突出煤层区域性瓦斯抽采数值模型,并采用COM SOL Multiphysics软件进行数值计算,讨论了该区域煤层瓦斯压力和煤层孔隙率随瓦斯抽采时间的变化规律。结果表明：区域性瓦斯抽采钻孔的群孔效应明显,模拟抽采100d后绝大部分区域瓦斯压力降到突出临界值0.74MPa以下;煤层孔隙率快速上升,先达到峰值,然后回落到恒定值,比初始孔隙率增加了4.8%,其结果对4331工作面区域瓦斯防治及制定区域防突措施有重要的理论意义。     

乌兰煤矿2号煤层瓦斯地质规律分析及区域预测研究

在收集整理乌兰煤矿地质资料和瓦斯资料的基础上,运用瓦斯地质理论和构造演化理论,分析井田地质构造演化及分布特征,研究地质构造、顶底板岩性、煤层赋存状态等地质因素对瓦斯赋存的影响。在此基础上,结合现场测定2号煤层瓦斯压力和瓦斯含量等参数,得出了矿井2号瓦斯地质规律;同时,对矿井2号煤层突出危险性进行了区域预测。研究表明,断裂构造引起的构造煤变化和煤层埋藏深度是影响乌兰煤矿2号煤层瓦斯赋存和引起煤与瓦斯突出的主控因素。研究成果为矿井煤与瓦斯突出防治工作提供了理论指导。     

隧道瓦斯突出危险性评价的属性识别模型与实例

基于属性数学理论建立隧道瓦斯突出预测与危险性分级的属性识别模型，以弥补现有隧道勘测设计阶段瓦斯突出评价方法的不足。首先确定隧道瓦斯突出预测的评价指标与危险性分级标准，然后进行评价指标的属性测度分析，通过构造属性测度函数以计算单指标属性测度和样本综合属性测度，最后应用置信度准则对隧道样本的瓦斯突出进行属性识别，从而建立隧道勘测设计阶段瓦斯突出评价的属性识别模型。在工程实例分析研究中，通过属性测度分析和计算，得到了隧道瓦斯突出的预测结果，评价结果与物元可拓评判法以及D、K值法的评价结果有较好的一致性。由于属性数学理论能很好地解决具有多个模糊属性问题的综合评价，且置信度准则是根据评价集具有有序性这一特点而提出的，因而可使评价结果更为可靠。     

基于突变理论的马家沟矿煤与瓦斯突出过程研究

 煤与瓦斯突出发生在很短的时间内。因此,它具有突变特性,从突变特性的角度来研究突出机理有着重要的意义。本文首先分析了影响卸压区安全宽度的几大因素。在此基础上,应用突变理论中的尖点突变模型,得出了煤与瓦斯突出过程的突变势函数。从突变理论的角度分析了煤与瓦斯突出的全过程。最后,以马家沟矿为例,应用突变理论对其突出规律进行解释。煤与瓦斯突出是一个由量变到质变的过程,我们完全可以采用突出理论来分析它。