回采工作面瓦斯涌出规律及涌出量预测方法的研究

从对目前国内各种回采工作面瓦斯涌出量预测方法的分析,提出更为精确的预测计算公式,并以阳泉一矿１２＃ 煤层为例进行了预测验证。     

深井软岩大断面硐室的设计与应用

该文介绍了协庄煤矿在-850皮带井机头硐室施工中,采用高马蹄形断面和锚网喷二次支护技术及锚索补强措施,同步进行矿压观测表明,支护效果良好,为解决深部软岩内布置大断面硐室围岩变形大,稳定性差,巷道难以维护的问题提供了一条新路。     

液压马达钻机施工顺层钻孔试验

针对高瓦斯及突出煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工困难的问题,寻求一种新的钻孔施工技术。通过对煤矿井下煤层地质条件的分析,对孔底液压马达驱动钻头旋转结合水射流破煤的钻孔技术进行了试验研究。试验表明:该钻孔工艺技术有利于充分利用水力能量,降低钻杆磨损,减少了钻杆折断的概率;新型PDC钻头能更好地与煤层相适应,大幅度地提高了破煤效率,提高了钻进速度。     

煤与瓦斯突出预测指标临界值的选取对预测准确率的影响

系统地分析了煤与瓦斯突出预测指标临界值的选取对预测准确率的影响规律，建立了工作面煤与瓦斯突出的危险性与突出预测指标测定值的关系模式，指出指标的概念误差和测定误差是预测结果含有确定性的根本原因。在此基础上，分析了临界与预测准确率的关系，认为降低（或提高）临界值可提高预测不突出（或突出）的准确率，但过度降低（或提高）将损害生产（或安全）利益。     

基于卸压效果的煤层群开采首采层合理确定研究

为科学确定石壕煤矿的首采层,通过建立相应的数值模型,揭示了不同首采层开采其邻近层应力、位移及裂隙的演化规律,确定了邻近层的卸压范围,结合煤层瓦斯参数与生产系统复杂性来综合选取首采层。最终确定6~#煤层为最佳的首采保护层。研究结果对煤层群开采首采层的合理确定具有一定指导意义。     

采用岩石水平长钻孔抽放邻近层瓦斯

运用矿山压力和岩层移动理论、有限元数值分析方法、瓦斯越流理论以及试验研究的方法 ,研究成功了岩石水平长钻孔抽放邻近层瓦斯的新技术。这一新技术对高产高瓦斯工作面的瓦斯治理具有普遍的指导意义。     

抽放巷道煤壁瓦斯渗流规律的研究

对抽放巷道煤壁瓦斯渗流规律进行了研究，运用达西定律(Darcy Law)、朗格缪尔方程(Laugmuir Equation)、理想气体状态方程以及气体流动的连续性方程，建立了煤层单向瓦斯渗流的动力学模型，通过对动力学模型的求解，推导出煤壁瓦斯渗流速度的计算公式。     

地面采空区瓦斯抽放钻孔稳定性分析

以淮南矿区地面钻孔抽放试验为基础,运用现场考察数据分析和数值模拟相结合的研究方法,分析了地面钻孔的稳定性,得出了和以往不同的认识。认为钻孔的破坏是随着工作面推进而发生的动态过程,布置在靠近回风巷侧钻孔更加稳定。     

截割厚度与截线距对镐型截齿破岩力学参数的影响

基于对一种砂岩的直线截割试验,研究截割厚度和截线距对镐型截齿破岩力学参数的影响。单因素回归表明:截割力、法向力与截割厚度成正比,线性拟合和幂函数拟合均能很好地描述它们之间的统计学关系;随着截割厚度的增加,法向力截割力比值呈线性减小;随着截线距的增加,截割力和法向力呈线性增加,法向力截割力比值呈幂函数减小。载荷波动性系数随着截线距与截割厚度比值的增大呈线性减小。多元线性回归表明:截割力、法向力与截割厚度和截线距之间有极强的统计学关系;载荷波动性系数与截割厚度及截线距之间存在显著的统计学关系,且与截割厚度成正比,与截线距成反比。对比发现,Evans的理论模型较Roxborouth等、Goktan的改进模型对截割力有更好的预测性能。     

深部低煤阶煤层高值化学品与天然气共采技术构想

温和氧化解聚作用下,低阶煤(褐煤、长焰煤)可高效生成高值化学品,同时煤体多尺度流动能力显著改善。针对我国低阶煤资源丰富与煤层中赋存巨量天然气的地质背景,结合低阶煤化学性质特点,提出了基于原位氧化改性的深部低煤阶煤层高值化学品与天然气共采技术构想,从氧化解聚制备羧基化学品方法、氧化改性提高煤层气采收率机理、共采技术模式、地质及工程有利条件等4方面论证了该技术可行性。调研总结发现：低阶煤具有丰富的含氧官能团(如羧基—COOH和酚羟基—OH)和侧链,为氧化解聚制备高值化学品(如羧酸)提供了关键前体结构;过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂,在低温(<100℃)、常压条件下,温和氧化解聚低阶煤可高效、低成本制备羧基化学品,实现低阶煤非能源化高值利用;氧化解聚反应对低阶煤具有明显的氧化改性作用,主要表现为煤表面对甲烷的吸附能力减弱、水的疏水性增强、形成溶蚀孔与微裂缝,并可原位生成CO₂,从而增加了煤层气解吸-渗流能力。围绕深部低煤阶煤层气井高效增产改造需求与枯竭煤层气井二次利用,设计了单井压裂-溶浸开采(采气为主)与群井压裂-溶浸开采(采高值化学品为主)2种技术模式。前者通过注...