卸压煤体渗透率变化规律与声发射特征实验研究

为了深入研究卸压煤层瓦斯抽采和瓦斯运移的难易程度,揭示不同卸压区域和不同卸压程度煤体的渗透率变化情况,利用TAW-2000煤岩三轴伺服试验机对煤样试件进行三轴加卸载和渗透性测试,还原煤体原岩应力状态—采动应力集中状态—采动卸压状态—采动应力恢复状态,监测全过程中煤岩体的渗透率变化情况,并附加安装Vallen声发射仪监测全过程中煤岩试样中裂隙发育程度。实验室结果与现场工程验证表明,上层煤回采工作面后方50m的范围内,其下伏卸压煤层的裂隙发育程度最大,理论上卸压瓦斯抽采效果也最好。     

深部冲击危险矿井多参量预测预报及解危技术研究

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,对几种常用冲击地压预测手段的机理及适用条件进行分析,提出建立冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马千秋煤矿的冲击地压预报,并对今后深部冲击地压的预测预报及防治提出了几点建议。     

煤与瓦斯共采覆岩应力及渗透耦合特性实验研究

为探索煤层开采过程中上覆岩体应力与其渗透性相互耦合特性,开展了煤与瓦斯共采相似模拟实验研究。采用柔性加载方式以及平面应变模型,模拟随工作面推进上覆围岩应力及渗透性的变化规律。结果表明：受采动影响,上覆围岩应力与渗透率变化呈现一定的分区特征。具体表现为,随采面推进,煤柱后方应力集中区域向远离采空区转移,应力集中系数降低,渗透率与压应力分布呈正相关关系;远离采空区向高位延伸方向,应力降低幅度有递减趋势,有明显应力拱向高位及广度扩展特征,当达到充分采动时,此特征趋于减弱;提出覆岩渗透规律具有“拱上梁”的假设特征,即在拱顶位置,渗透率有不升反降趋势。     

底板贯穿型裂隙现场实测及其对瓦斯抽采的影响

高瓦斯煤层群利用保护层开采治理瓦斯效果显著,为煤矿安全生产提供了极大的保障,但是对于近距离和超近距离高瓦斯煤层群,在应用保护层开采技术时又产生保护层工作面瓦斯超限严重、采空区下方卸压区域瓦斯抽采浓度急剧下降等新的问题。以沙曲煤矿北翼二采区为实验背景,利用示踪气体实测层间贯穿型裂隙的发育时间、位置以及程度,验证了底板破坏深度定量计算的结果,定性分析了贯穿型裂隙对近距离煤层群瓦斯运移和瓦斯抽采的影响以此为依据调整并优化卸压瓦斯抽采技术参数,并通过现场应用验证,提高了瓦斯抽采率。     

近距离煤层群下位煤层沿空留巷合理布置研究

为了解决近距离煤层群下位煤层沿空留巷受多次采动影响,巷道围岩变形破坏严重的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法,研究了巷道与回采空间合理的相对位置及支护参数。研究结果表明：上位煤层开采后在采空区正下方出现一定范围的应力降低区,为沿空留巷的布置创造了有利条件;上位煤层残留煤柱下方一定范围出现应力集中,煤柱影响范围和3+4煤层的交接与煤柱的水平距离为10.8~11.54 m。现场矿压观测表明,沿空留巷布置及巷道支护设计是合理的,巷道顶底板移近量以及墙体受力大小都在可控的范围内,为相似条件下沿空留巷合理空间布置及支护设计提供了依据和指导。     

全煤巷支护全过程损伤机理数值模拟研究

文章通过对全煤巷被动—主动支护机理的损伤分析,得到岩锚柱单元对裂隙岩体刚度矩阵的"贡献",确定全煤巷支护复合岩体的损伤本构关系;采用有限元软件进行数值计算,建立损伤模型,对全煤巷支护之前和支护之后的应力、应变及损伤演化进行分析,得到锚固定量参数,为此类巷道的支护提供有效的方法和可靠的依据。     

元坝气田外输系统提产运行及应急措施

元坝气田是世界上罕见的超深高含硫生物礁气田,在普光气田停产检修期间,元坝气田净化天然气作为川气东送主气源,通过优化增压外输工艺,提高生产调度对上、下游资源配产调控能力,加强川东北-川西联络线管道生产动态参数监控和山区管道巡护、沿线场站和阀室管理和改进普光首站压缩机应急联锁工艺,来保障气田提量上产顺利和联络线长输管道安全平稳运行。     

加压速率对不同变质程度煤吸附性能的影响研究

为研究不同加压速率对吸附性能的影响,采用美国康塔仪器公司研制的i Sorb HP2高压气体吸附分析仪对门克庆矿、沙曲二矿、阳泉五矿3种不同煤阶煤样,进行了不同加压速率下的瓦斯吸附常数对比测试。结果表明,加压速率对瓦斯吸附常数影响非常明显;对特定煤阶煤样,随着加压速率增大,吸附常数a有减小趋势,吸附常数b有增大趋势,煤阶越高,瓦斯吸附常数受加压速率的影响程度越大。因此,对于不同煤阶煤样,加压速率应适当调整,以提高其指导现场应用的作用。     

沙曲矿单一工作面推进度与瓦斯涌出量关系研究

 在世界能源形势日趋紧张的环境下,在国家大力提倡资源充分利用和环境保护的形势下,“绿色开采”、“煤与瓦斯共采”等理念将逐渐成为煤炭行业发展的必然趋势。文章简要分析了煤炭开采与煤层气开采的相互影响关系,并以华晋焦煤集团沙曲矿24207工作面为例,通过对数据的实测统计和理论分析,给出了单一工作面推进度与瓦斯涌出量的相互关系,为煤与瓦斯共采的评价体系提供了数据和分析基础,以期对煤炭行业的发展趋势产生良性的促进作用。     

浅埋薄基岩工作面溃水溃砂模拟试验及影响因素分析

针对榆神府矿区首层煤炭资源开采过程中在通过古冲沟区域时多次发生溃水溃砂灾害的问题,探究了古冲沟区域埋深浅、基岩薄、松散层厚且含水的工作面溃水溃砂灾害发生机理,利用自主研发的溃水溃砂启动测试仪实现了浅埋薄基岩厚松散含水层工作面溃水溃砂灾害过程的室内试验模拟。根据溃水溃砂灾害现场特征确定了水头高度、裂缝特征(裂缝宽度和倾角)、砂土体厚度和密实度、黏土层厚度等6个溃水溃砂启动影响因素,基于正交试验原理设计并实施了25组水砂溃涌启动模拟试验,通过总结25组系列试验的试验特征得到了溃水溃砂灾害孕灾过程规律:渗水→水量增大→水变浑→水砂突涌。利用极差分析法定量研究了不同影响因素对溃水溃砂灾害启动的影响程度,得到了水头高度是影响溃水溃砂灾害发生的最主要因素,影响程度占比为37.5%,进而提出了采前疏放水是减少溃水溃砂灾害发生的有效措施。对比分析了不同水头高度条件下溃水溃砂灾害的孕灾与灾害特征,研究得到了灾害启动临界水力坡降与其他影响因素的数学关系,为溃水溃砂致灾机理的研究提供依据。溃水溃砂启动前松散含水层内部孔隙水压力突降的试验特征为现场灾害监测与预警提供了依据。