基于煤体结构的瓦斯运移产出特征研究

通过对瓦斯流态判别方法的分析,建立了基于GSI的流态判别方法,分析了GSI≥45和GSI45的煤体的瓦斯运移产出规律,结果显示:GSI≥65的煤体结构,层理/割理成为瓦斯运移产出的主控因素,如果存在启动压力梯度,且超过瓦斯压力梯度则会出现扩散-渗流或扩散2种运移模式;对于GSI=45~65的煤体结构,可以达到线性渗流甚至高速非线性渗流(紊流),基质块内部瓦斯依靠扩散进行运移;对于GSI45的煤体结构,其瓦斯运移产出模式为两级扩散。     

基于COMSOL Multi-physic的瓦斯抽采地面井的流场数值分析

由于煤层气在煤岩体中的运移过程极其复杂,因此用来描述其流场的数学模型常常是高阶非线性的偏微分方程,为了能更好的解决此类问题,本文采用多重物理量数值模拟软件COMSOL Multi-physic对所建的Darcy-Brinkman模型进行了模拟求解的研究,结果表明用该软件模拟的压力和速度动态曲线更符合实际情况,而且可以用动态可视化模块来模拟压降过程。     

祁南煤矿72#煤层钻屑瓦斯解吸指标敏感性分析

为了确定祁南煤矿72#煤层钻屑瓦斯解吸指标的敏感性,采用实验室实验和现场统计分析相结合的方法进行研究。通过实验室模拟现场测定指标,掌握钻屑瓦斯解吸指标与吸附平衡压力之间的关系,结合煤层区域预测指标(瓦斯压力)得到指标的参考临界值。以714运输巷为考察对象,采用现场实测方法研究指标的分布规律和相关性,并利用临界值迫近度法对敏感性进行定量分析,结果表明:在突出危险性预测和效果检验工作中,祁南煤矿72#煤层钻屑瓦斯解吸指标Δh2相对K1敏感性更高,可作为主要预测指标。     

高强内支撑护孔管提高瓦斯抽采钻孔稳定性技术应用研究

我国松软高瓦斯煤层分布较广，井下钻孔抽采瓦斯是目前预防瓦斯灾害的主要措施，由于松软煤层煤体硬度低，抽采钻孔在成孔与抽采期间容易坍塌、变形，瓦斯流动通道被阻塞，使瓦斯抽采效率降低。通过理论分析、实验室测定和工程试验的方法，利用高强内支撑护孔管对提高瓦斯抽采钻孔稳定性进行研究。从护孔筛管的选型入手，分析了护孔筛管在钻孔内受力特性，对比了护孔筛管材料的基本力学性能:PPR管抗压缩变形能力更强，但抗拉伸与扭转剪切能力较差；PE管在基本力学实验中表现适中，PVC管则相对较差；新型内支撑管径向抗压能力比普通管提升了3倍多。通过不同支护方式及不同类型筛管支护现场工程试验表明:护孔筛管的筛孔直径8 mm、密度6个/m或8个/m较好；内支撑筛管支护、普通筛管支护瓦斯抽采纯量与裸孔对比分别提高1.05倍、0.58倍，且内支撑筛管支护抽采达标时间大幅度下降。     

运输巷过煤线防瓦斯超限事故技术研究及应用

某矿21集中运输巷掘进过程中遇到一条煤线,煤线走向与巷道走向平行。为了防止放炮期间煤线瓦斯通过岩层涌入该巷道引起瓦斯超限,甚至瓦斯爆炸事故的发生,采取突出危险性预测方法先行,然后利用地质钻孔进行抽放瓦斯,过煤线期间利用排放孔排放瓦斯,并加强通风和放炮管理,制定了抽放管理、瓦斯排放措施、通风管理、放炮管理等现场安全措施。     

厚硬火成岩下突出煤层动力灾害致因研究

针对海孜煤矿主采煤层顶板上部厚层坚硬火成岩造成的突水、瓦斯突出、冲击地压和地表沉陷等煤岩动力灾害,采用煤样SEM（扫描电镜）分析、组分和反射率测定等方法,研究了厚硬火成岩下突出煤层物性参数特征,采用板应力拱平衡理论研究了采动离层裂隙发育规律,采用梁结构破断弹性理论研究了厚硬火成岩对冲击地压和突水的影响,以揭示厚硬火成岩下突出煤层动力灾害的致因。研究结果表明,巨厚火成岩的热演化和圈闭作用,导致下伏各煤层孔隙发育,吸附瓦斯能力增强,各煤层突出危险性增加;厚硬火成岩为矿井主关键层,受采动影响能长期保持不断裂,其下伏煤岩层的裂隙与离层能长期不闭合,能为卸压瓦斯抽采创造条件;但随着煤层的持续和大面积开采,厚硬火成岩突然破断滑落,破断过程中释放出大量能量并向周围传播,容易引起冲击地压、矿井水灾、瓦斯突出及地表沉陷等复合型动力灾害。