煤与瓦斯突出过程中能量耗散规律的研究

对煤与瓦斯突出过程中煤体质点内的能量耗散过程用热力学定律进行了分析；论证了由地应力引起的弹性潜能最先消耗在煤体的破碎上，为谋体内瓦斯能的释放创造了条件；在突出过程中起决定作用的是煤体本身释放的初始释放瓦斯膨胀能．通过突出模拟及测定表明，受地应力破坏后的含瓦斯煤体在卸压初始时刻确实有一个释放瓦斯膨胀能的能量峰，并且该能量峰的大小与揭煤时的动力现象显著与否密切相关．     

石门揭煤煤与瓦斯延时突出过程及其动力源分析

基于煤与瓦斯突出机理,本文分析了石门揭煤过程煤与瓦斯延时突出全过程及其动力源,阐述了地应力和瓦斯压力在延时突出过程中的作用及其对含瓦斯煤体流变失稳及能量变化关系,并分析了延时突出动力源形成的能量聚集过程.结果表明,煤与瓦斯延时突出不但与卸压区、应力集中区的强度、长度有关,而且与作用在煤体上的应力峰值和瓦斯压力等因素有关;煤与瓦斯延时突出动力源大致有煤层地应力、煤体中的瓦斯及瓦斯内能、煤体物理力学性质及外作用等,延时突出动力源形成过程是复杂而又多变的,瓦斯、地应力是煤与瓦斯延时突出中的主要能量,因此降低瓦斯压力、瓦斯内能和地应力,是减少煤与瓦斯延时突出的根本办法.     

芙蓉煤矿煤与瓦斯突出的特征及其防治对策

芙蓉煤矿煤与瓦斯突出具有明显的分层分带性 ,在突出过程中 ,具有明显的与地质构造有关 ,地应力显现强烈 ,瓦斯涌出异常 ,煤体结构变化大等方面的特性。通过对这些特征分析研究 ,及其对该矿不同阶段防突措施的分析 ,提出了今后尚需进一步努力的方向     

平煤十矿"11·12"煤与瓦斯突出事故原因分析

通过对平煤集团十矿2007年11月12日发生煤与瓦斯突出事故现场勘查,认为事故主要原因是:在地质构造复杂区和构造煤层发育区,地应力和采动应力、扰动力平衡被打破所引发的地应力为主导作用的煤与瓦斯突出事故;间接原因是:在大采长和深部开采条件下,对地应力诱发煤与瓦斯突出的危险性认识不足,抽放钻孔和底板巷抽放钻孔不能控制全部采长.分析认为该矿在深井、高地应力、突出煤层开采过程中,应把防治地应力措施与防突措施相结合.     

能量守恒分析在防治煤与瓦斯突出中的研究

在实测资料基础上，分析了地应力对煤与瓦斯突出的控制作用，根据能量守恒原理，探讨了防治煤与瓦斯突出措施的机理与途径。     

地应力与煤体强度综合指标的确定方法探讨

本文通过对掘进头前方的动态应力场的分析，结合现代岩石力学方面的结论，探讨了地应力在煤与瓦斯突出过程中的作用。然后通过将钻孔取样过程与巷道推进过程的比拟，提出了在突出预报中采用煤样的破碎度指标代替在突出过程中起重要作用的地应力与煤体强度的依据和设想以及测定方法。     

基于机器学习的煤与瓦斯突出预测指标贡献的定量评价研究

煤与瓦斯突出事故是矿井生产过程中极易产生的一种动力效应明显、破坏性强的灾害事故。基于机器学习技术，建立煤与瓦斯突出预测指标贡献值的定量评价流程，主要是通过大量的历史数据及对应的现场情况，来计算预测突出准确率、预测不突出准确率，来对该指标进行量化评价。在试验矿井进行现场试验，分别求取瓦斯含量、瓦斯压力、坚固性系数、地应力这4个指标的贡献值，试验结果显示，该矿井中瓦斯压力的指标贡献值最大，为95.1%，地应力的指标贡献值最小，为89.3%，证明该研究能够较好地现场进行突出预测指标的定量评价，并对煤与瓦斯突出危险性预测工作提供一定的技术支持。     

石门揭煤煤与瓦斯延时突出动力源分析及其控制准则

基于煤与瓦斯延时突出机理,分析了石门揭煤过程煤与瓦斯延时突出动力源,阐述了地应力、瓦斯压力和煤岩体物理力学性质在延时突出过程中的作用及地应力、瓦斯压力时含瓦斯煤体流变失稳及能量变化关系、并分析了延时突出动力源形成的能量聚集过程.分析结果表明,煤与瓦斯延时突出动力源包括作用力和作用能量,作用力大致有煤层地应力、煤体中的瓦斯压力、外作用等;作用能量大致有瓦斯内能、煤岩体弹性潜能、煤体物理力学性质等,延时突出动力源形成过程是复杂而又多变的,瓦斯、地应力是煤与瓦斯延时突出中的主要作用力,瓦斯内能、地应力积聚的潜能是主要能量.因此降低瓦斯压力、瓦斯内能和地应力是减少煤与瓦斯延时突出的根本办法.在此基础上,提出了防治煤与瓦斯延时突出的三个准则,即分阶段释放动力源原则、应力转移原则和安全防护原则.     

构造突出煤层地应力与瓦斯压力梯度关系模拟研究

构造突出煤层中瓦斯压力梯度变化规律与水平地应力分布规律是影响煤与瓦斯突出的主要因素,建立了煤层瓦斯压力梯度与水平地应力定量计算模型;以坦家冲矿236-80北石门附近区域构造突出煤层为研究对象,由FLAC模拟可知,水平地应力趋近于0的区域煤体破坏最为严重;由计算可知,当水平地应力约为3 MPa时,构造突出煤层中瓦斯压力梯度会出现突变;当水平地应力大于3MPa时,沿煤层物理模型走向0~5与42~62 m两个区域瓦斯压力梯度急剧增加。     

煤厚变化对煤与瓦斯区域突出危险性的控制研究

根据新安煤田煤厚变化的规律及曾发生过的煤与瓦斯突出特征,从煤厚变化对瓦斯含量的影响、煤厚变化对地应力的控制这两个方面研究,得出区域上埋深控制了煤层瓦斯含量和地应力,瓦斯含量和地应力又进一步控制了煤与瓦斯突出危险性;煤厚控制了煤层瓦斯含量的变化和地应力变化,煤厚大、且变化大的区域,煤层瓦斯含量和地应力变化也大,突出危险性更大,是实际发生突出危险的区域。     

煤与瓦斯突出过程中影响温度变化的因素分析

利用多元回归分析的方法对煤与瓦斯突出过程中温度变化的影响因素进行了分析,认为在煤体破裂阶段使煤体温度变化的影响因素是地应力,其次是瓦斯压力,然后才是煤体强度,地应力对煤体温度变化的影响大约是瓦斯压力的５～６倍。     

瓦斯地质单元法预测瓦斯突出的认识基础与实践

构造煤的赋存在一定程度上代表了地应力的分布状态，因此，瓦斯突出可通过构造煤和瓦斯２个要求的预测来实现。在高瓦斯区，突出主要通过构造煤的分布来进行预测；在构造煤普遍分布区，突出预测则主要通过瓦斯预测来实现。     

煤与瓦斯突出发展过程的实验与机理分析

为了研究煤与瓦斯突出发展过程中煤的破坏形式和原因，通过实验分析了含瓦斯煤块在突然暴露时的破坏规律，用简单的突出模型进行了各种条件下的突出发展模拟实验，并建立了突出发展的数学模型。结果表明，突出发展过程中煤的破坏主要表现为层裂形式，破坏传播的速度非常快（大于1 m/ms），在突出发展初期不存在剧烈的粉化破坏。突出发展过程中煤中裂隙初始起裂主要是由于煤壁突然卸载形成的卸载波向里传播过程中被受围岩约束的煤部分反射回去，入射波和反射波叠加使煤处于受拉状态而发生拉伸破坏。即便地应力为零，含瓦斯煤体在突然形成暴露面时也会产生向深部传播的卸载波，进而引发层裂。     

龙山煤矿煤与瓦斯突出温度异常现象分析

介绍了安阳龙山煤矿第78次煤与瓦斯突出简况,从理论上对煤与瓦斯突出过程及其温度异常现象进行了分析。认为煤与瓦斯突出过程中煤体温度的异常主要是由地应力异常造成的,煤体的流变性是突出发生后煤体温度断续升高的主要原因。     

一次无明显预兆的大型延期突出

本文对谢二矿四水平轨道石门施工中发生的延期突发性煤与瓦斯突出事例经过进行了分析,认为延期长达近四小时的突出是由于地应力随采深的加深而高度集中的原因所致,因而会出现突出前瓦斯涌出量极小的现象。为此,在这类地区施工中应加强对地应力的考察,并在一定范围内施加钻孔以探明煤层赋存的条件。     

煤与瓦斯突出过程中温度变化的实验研究

通过模拟实验方法测定在煤与瓦斯突出过程中的温度变化，用测定结果来证实突出强度不同，煤体温度变化也不相同，瓦斯压力越大，煤体下降的温度越大，在煤与瓦斯突出过程中，瓦斯的膨胀做功过程并非绝热过程，而是一个接近于等温的多变过程，为从热力学角度研究煤与瓦斯突出机理提供了帮助。     

巷道塑性区和煤与瓦斯突出孔洞关系

突出孔洞对于研究煤与瓦斯突出机理有重要意义。通过数值模拟,得到突出煤巷掘进头处煤体塑性区,并将其与实际突出孔洞进行对比;分析比较了不同地应力条件下巷道掘进头处塑性区的范围。研究表明：巷道掘进面前方塑性区尺寸随着双向主应力比值的增加而增大,并且增长幅度呈增大趋势;不同的双向主应力比值导致巷道围岩出现不同大小范围的塑性区;当双向主应力比值较大,塑性区范围随着主应力方向的不同呈现明显差异;实际突出巷道掘进头处煤体塑性区与巷道突出孔洞在形态和位置上均有相当的一致性,巷道突出孔洞是由巷道掘进头处煤体塑性区演化、发展而来的;不同地应力条件下巷道掘进头处煤体塑性区的尺寸,可以作为煤与瓦斯突出强度分析的一个指标。     

浅埋深保护层开采下伏煤岩体裂隙分布规律

通过分析不同深度地应力的分布规律,得出了我国浅埋深地层中平均水平地应力远大于垂直地应力的应力赋存状态,且水平地应力方向为最大主应力方向。以此为基础,分析了浅埋深保护层开采下伏煤岩体裂隙分布规律,即以离层裂隙为主,同时伴随少量的穿层裂隙。最后通过现场实验验证了结论的正确性,同时认为对于浅埋深煤与瓦斯突出煤层群,为确保消除被保护层工作面或条带区域的突出危险性,应对该区域进行瓦斯抽放。     

基于物理模拟的煤与瓦斯突出主控因素及能量演化过程

配制物理特性与原煤相似的型煤,结合自主研发的煤与瓦斯突出模拟系统,研究煤与瓦斯突出过程中的能量演化过程及突出主控因素。研究表明:突出实验存在临界压力(0.75 MPa),在瓦斯压力0.75~1.25 MPa,模拟地应力5~20 MPa的范围内,突出的煤体质量最大可达28.1%,最远达14.1 m。突出过程中,能量是不断衰减的,表现为高压腔体外端压力传感器率先感应,内侧明显滞后约0.1 s。正交实验表明,瓦斯压力是煤与瓦斯突出的主控因素,但地应力与水分含量同样发挥重要作用。水分由2%上升到7%的过程中,突出强度迅速降低,趋势呈非线性规律。     

某矿重大煤与瓦斯突出事故原因分析

通过对贵州省普定县某煤矿2012年"5.16"重大煤与瓦斯突出事故现场分析,结合事故现场特征、突出机理和突出能量动态平衡理论,分析得出:事故的主观因素为掘进M2煤层时未采取防突措施、采用非正规采煤方法导致应力集中、安全防护措施不到位和违规放炮诱发煤与瓦斯突出;事故段M2煤层煤层松软变厚、地应力增加及高瓦斯压力梯度是事故发生的客观因素;2151运输巷掘进工作面事故前突出动力能增大,突出消耗能减小,突出动力能大于突出消耗能,导致两者在动态酝酿过程中失去平衡而引发突出;突出地点短时间内涌出了大量瓦斯及抛出的煤炭堵塞了回风下山,而导致瓦斯逆流是造成人员伤亡的主要原因。