保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究

随着我国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和变出煤层的数量不断增加,利用保护层开采过程中的被保护层的卸压作用对卸压瓦斯进行强化抽采,使被保护层由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层,从而实现煤与瓦斯资源的安全高效共采．系统介绍了基于分源原理的回采工作面瓦斯涌出预测方法,保护层开采及卸压瓦斯强化抽采技术的发展和工程应用．结合淮南潘一矿下保护层和谢一矿上保护层开采及卸压瓦斯强化抽采实例,将保护层工作面瓦斯涌出量预测结果与保护层工作面瓦斯涌出量实测结果进行了对比分析．研究结果表明,由于保护层开采的卸压作用,使被保护层卸压瓦斯抽采率远大于被保护层卸压瓦斯的自然排放率,导致保护层工作面瓦斯涌出量预测结果小于实际瓦斯涌出量．     

自动喷水灭火系统喷头基本特征参数对比与选用分析

改善消防喷淋喷头性能及新品种的开发是为自动喷水灭火系统中的研究热点。结合喷头的流量系数、热敏指数（RTI）等各征参数及一些工程实际中的使用情况,对闭式喷头的适用场所及选用时应注意的几个方面进行了比较与说明,为设计应用项特自动喷水灭火系统时喷头的选用提供方便。     

红菱煤矿上保护层最小开采厚度的数值模拟

针对沈阳红菱煤矿地层条件建立采动煤岩体计算模型,在分析底板煤岩受力及裂隙分布情况的基础上,通过数值模拟方法研究了开采不同厚度的11煤及顶板泥岩时,采空区下方的12煤膨胀变形量近似呈现“M”型变化规律;随开采厚度不断增大,根据应力变化规律12煤层将分别处于原始状态带、底臌变形带和底臌裂隙带;根据膨胀变形量变化规律12煤层将分别处于未卸压区、待验证区、完全卸压区;12煤膨胀变形量与开采厚度呈现先增加后趋于平缓的关系,最后得出12煤层极限（最大）膨胀变形量接近1.2%,并确定红菱煤矿地质条件下理论最小的开采厚度为0.67 m。     

基于瓦斯解吸特性推算煤层瓦斯压力的方法

为了能够准确快速确定煤层瓦斯压力,基于煤层瓦斯解吸特性提出了确定煤层瓦斯压力的新方法.通过对煤屑瓦斯扩散过程理论解的进一步分析得出煤层瓦斯压力与煤屑解吸对1~3mm粒径煤样具有确定关系.解吸测定,通过不同公式对解吸数据的拟合分析发现对数公式能够更好的拟合解吸曲线,从而确定对数公式为最佳拟合公式.对数公式中系数A能够表明煤样在不同瓦斯压力下解吸趋势的差异性,与瓦斯压力具有指数关系.并且在不同暴露时间下其数值可以保持在稳定值,可以利用系数A与瓦斯压力的关系进行煤层瓦斯压力的推算.     

巨厚关键层对远程下保护层开采卸压效果的影响

以海孜煤矿为工程背景,运用FLAC3D软件,模拟巨厚关键层下远程下保护层10#煤层开采及无关键层时下保护层开采,进行对比分析,得出巨厚关键层对被保护层9#煤层卸压保护效果的影响。结果表明,在巨厚关键层时的卸压保护效果远大于无关键层时的情况,这是穿层钻孔抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的原因;经卸压效果考察,认为被保护层得到了有效卸压。     

淮北矿区煤层瓦斯含量直接测定法中有效取样时间研究

为了解取样时间对瓦斯含量直接测定法中损失量推算准确性的影响,论文采用物理模拟直接法,以实验室测定的祁南3煤层和7煤层解吸性能为依据,采用Barrer公式进行损失量的推算.结果表明:推算损失量与实际损失量的误差和读数时间间隔的对数成正比,随解吸初期线性测点个数的减少而减小,瓦斯解吸初期线性测点个数建议选为4-10个.将实际损失量、推算损失量的差值与直接法测定结果的比值控制在10％以内时,有效取样时间与瓦斯压力呈线性关系,且随着压力的增大,取样时间应减小.     

采场风流参数计算数学模型和数值计算方法

本文利用渗流理论和管路漏流流动规律及采空区与相邻风流通道交界面上的力学关系、流量关系,建立了一整套采场风流参数计算数学模型,并介绍了解算采空区风流参数的有限元方法。利用现场实测流量结果作为边界条件进行了计算、计算所得采空区边界上的压力值与实测值吻合很好。     

保护层的分类及判定方法研究

保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出最有效、最经济的区域性措施之一.通过分析保护层开采的机理和保护效果的影响因素,在反映保护层厚度与层间垂距的相对层间距基础上,综合考虑煤层赋存条件、回采参数以及层间硬岩的影响,构建了以当量相对层间距为指标的保护层分类判定法,将下保护层分为近距离、远距离和超远距离3类,上保护层分为近距离和远距离2类.通过以天府磨心坡矿急倾斜上保护层开采和阳泉新景矿近水平下保护层开采的应用,并与现场试验结果的对比表明,提出的保护层判定方法是正确和可行的,能准确地对保护层的类型做出判定.     

煤层瓦斯解吸扩散过程中甲烷碳同位素分馏动力学模型

甲烷在多孔介质煤层中运移时,会发生显著的同位素分馏,目前的模型和机制并不能完全解释瓦斯运移过程中的同位素分馏现象。以不同分子间的竞争吸附作用、扩散能力差异性以及碳同位素分馏解吸-扩散成因等理论为基础,构建了煤层甲烷碳同位素分馏动力学模型。研究结果表明,在解吸过程中,甲烷碳同位素逐渐变重。瞬时同位素值在解吸后期呈指数级变重,累计同位素值随时间的变化与气体的累计脱气量随时间的变化相似。在气体扩散过程中,扩散系数比值（D₁/D₂）对同位素分馏具有显著的控制作用。煤心中吸附气的体积分数占到90%以上,吸附/解吸引起的同位素分馏变化与耦合作用下引起的同位素分馏变化相近,该模型较好的预测了煤心瓦斯解吸中碳同位素分馏试验。甲烷在孔隙中的解吸、扩散是碳同位素发生分馏的重要原因,在此过程中游离气和吸附气引起的同位素分馏具有阶段性。通过该模型的参数与煤心的参数匹配后,可以获得煤心吸附气含量、游离气含量,进而评价煤层瓦斯含量。将该模型应用到煤层钻孔瓦斯抽采过程中,结合现场测试和实验室测试确定模型参数,建立煤层钻孔抽采瓦斯碳同位素值与瓦斯抽采情况的关系。可以判断煤层...     

基于最小二乘法的矿井深部区域瓦斯涌出量预测

运用最小二乘法建立了工作面开采深度与相对瓦斯涌出量之间的一元线性回归方程,求出了用于预测一定开采深度的相对瓦斯涌出量的置信区间,并通过实例对此方法的适用范围进行了分析。