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三轴应力加卸载作用下损伤煤岩渗透率模型研究 被引量：16
1
作者 白鑫 王登科 +3 位作者 田富超 张东明 李豪君 任发科 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1536-1546,共11页
为研究低渗煤岩在应力加卸载作用下损伤破坏过程渗透性变化规律,基于“立方体”结构模型,综合考虑三轴应力加卸载煤岩损伤、有效应力及吸附/解吸作用引起的煤岩割理与基质变形,建立三轴应力加卸载作用下损伤煤岩渗透率模型,并基于试验... 为研究低渗煤岩在应力加卸载作用下损伤破坏过程渗透性变化规律,基于“立方体”结构模型,综合考虑三轴应力加卸载煤岩损伤、有效应力及吸附/解吸作用引起的煤岩割理与基质变形,建立三轴应力加卸载作用下损伤煤岩渗透率模型,并基于试验结果对渗透率模型进行验证。研究结果表明:(1)所构建的渗透率模型,不仅可以较好地反映三轴应力加卸载作用下损伤煤岩渗透率变化规律,而且也可以反映有效应力对损伤煤岩渗透率的影响远大于吸附解吸作用的规律。(2)当煤岩应力水平低于峰值强度时,在恒定围压、持续加轴压应力作用下煤体处于压缩状态,瓦斯渗透率降低;在卸围压、持续加轴压应力作用下,煤体内部开始产生损伤破坏,瓦斯渗透率缓慢上升;使得煤岩在加卸载失稳破坏前,瓦斯渗透率整体呈“V”字型发展趋势。(3)不同初始围压条件下,煤岩加卸载破坏失稳后渗透率增大程度随着初始围压的增大而增大;不同瓦斯压力条件下,煤岩的初始渗透率随着瓦斯压力的增大而增大。研究结果可以为我国采煤工作面瓦斯高效抽采提供理论支撑,具有指导性意义。 展开更多
关键词 采矿工程 煤岩体 渗透率模型 应力加卸载 损伤破坏 裂隙变形
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基于摩尔-库伦准则以孔代巷上隅角瓦斯治理研究 被引量：1
2
作者 张兴华 张晓刚 《煤炭技术》 CAS 2024年第7期196-200,共5页
为解决工作面U型通风上隅角瓦斯积聚问题,提出了以孔代巷的抽采工艺,根据摩尔-库伦破坏准则和采空区覆岩裂隙发育理论,分析了成孔过程孔壁变形和孔隙结构变化规律,得到了有效应力作用下孔壁煤体变形量;同时根据岩石力学公式,计算得到了... 为解决工作面U型通风上隅角瓦斯积聚问题,提出了以孔代巷的抽采工艺,根据摩尔-库伦破坏准则和采空区覆岩裂隙发育理论,分析了成孔过程孔壁变形和孔隙结构变化规律,得到了有效应力作用下孔壁煤体变形量;同时根据岩石力学公式,计算得到了高位钻孔的合理抽采层位。通过对比以孔代巷和普通钻孔的抽采数据表明:在钻孔终孔高度高于顶板43 m,负压20 kPa的条件下,以孔代巷抽采工艺下的单孔瓦斯抽采浓度达到58.92%,较普通钻孔提高了3.5倍;单孔瓦斯纯量达到0.045^(3)/min,相比普通抽放钻孔增加了8.5倍;采空区瓦斯涌出量降低到1.32^(3)/min,减少了29.03%,上隅角瓦斯浓度为0.14^(3)/min,降低了67.44%;采空区瓦斯抽采时间为45 d,比联络巷密封插管抽采减少了35 d,该研究对采空区上隅角瓦斯抽采提供了理论依据。 展开更多
关键词 摩尔-库伦准则 以孔代巷 上隅角 采空区 瓦斯抽采
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高瓦斯低透气性单一厚煤层综放开采顶煤瓦斯治理技术研究 被引量：5
3
作者 吴卫星 邓春生 《能源与环保》 2020年第5期27-30,35,共5页
为解决高瓦斯特厚单一煤层在综放开采条件下顶板大面积来压时造成回采空间大面积瓦斯超限难题,运用岩石力学、流体力学、渗流力学等理论为支撑,采用Fluent数值模拟技术重点对回采空间上的顶煤内的卸压解吸瓦斯运移及浓度分布规律进行探... 为解决高瓦斯特厚单一煤层在综放开采条件下顶板大面积来压时造成回采空间大面积瓦斯超限难题,运用岩石力学、流体力学、渗流力学等理论为支撑,采用Fluent数值模拟技术重点对回采空间上的顶煤内的卸压解吸瓦斯运移及浓度分布规律进行探讨研究,得出综放工作面充分卸压的顶煤与采空区浅部直接顶所围成的冒落未压实区域存在瓦斯积聚现象且浓度较高。针对顶煤瓦斯这一积聚规律,通过采用高位煤层钻孔抽采顶煤瓦斯技术,有效解决了采空区瓦斯突然涌出造成的瓦斯超限问题。 展开更多
关键词 单一厚煤层 采空区瓦斯涌出 数值模拟 顶煤瓦斯运移
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基于封堵测漏法探测顶板裂隙带动态演化规律
4
作者 郭歌 张兴华 张柏林 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第8期150-153,共4页
以沙曲二号矿4#煤层为背景,应用“三带”划分计算模型得到工作面顶板覆岩裂隙带高度,应用井下钻孔双端封堵测漏法探测工作面顶板覆岩裂隙带动态演化规律,结果表面,裂隙带发育高度29.5~32.5 m,综合理论计算及现场测试结果,得到工作面顶... 以沙曲二号矿4#煤层为背景,应用“三带”划分计算模型得到工作面顶板覆岩裂隙带高度,应用井下钻孔双端封堵测漏法探测工作面顶板覆岩裂隙带动态演化规律,结果表面,裂隙带发育高度29.5~32.5 m,综合理论计算及现场测试结果,得到工作面顶板裂隙带高度27 m。为该矿井确定高效钻孔瓦斯抽采关键层位提供理论依据,也可为其他采用切顶成巷的沿空留巷开采方式的矿井瓦斯抽采提供参考依据。 展开更多
关键词 裂隙带高度 封堵测漏法 瓦斯抽采 关键层位 动态演化
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四台矿二台村主要通风机停运可行性研究
5
作者 乔晓光 张露露 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第2期170-172,共3页
针对四台矿通风系统复杂管理困难问题,利用矿井通风网络软件MVS为工具,对比2台风机联合运转与单台风机独立运转的工况。在二台村主要通风机停运转后,通风系统阻力相对减少,矿井进风量增加,用风段所占比例由9%提高到17%,确定了四台矿二... 针对四台矿通风系统复杂管理困难问题,利用矿井通风网络软件MVS为工具,对比2台风机联合运转与单台风机独立运转的工况。在二台村主要通风机停运转后,通风系统阻力相对减少,矿井进风量增加,用风段所占比例由9%提高到17%,确定了四台矿二台村主要通风机停运可行性,优化了四台矿通风系统。 展开更多
关键词 矿井通风 主要通风机停运 网络解算 风量调配
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近距离特厚夹矸煤层多向消突技术研究
6
作者 马熠坤 杨艳国 +3 位作者 谯永刚 赵勇 邓存宝 赵金典 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2023年第7期131-137,共7页
为解决底抽巷条带瓦斯抽采消突技术存在的工程造价高、施工周期长和消突效率低等问题,以山西上良煤矿3-2、3-3近距离特厚夹矸煤层为工程背景,提出利用矸石层开掘钻场,施工顺层定向长钻孔多向预抽煤层条带瓦斯实现区域消突。通过建立煤... 为解决底抽巷条带瓦斯抽采消突技术存在的工程造价高、施工周期长和消突效率低等问题,以山西上良煤矿3-2、3-3近距离特厚夹矸煤层为工程背景,提出利用矸石层开掘钻场,施工顺层定向长钻孔多向预抽煤层条带瓦斯实现区域消突。通过建立煤层条带瓦斯多向渗流模型,引入最不利抽采理论,对煤层瓦斯压力变化进行无差别数值模拟,同时结合现场数据,对两种技术的消突效果进行双向对比分析。结果表明:顺层定向长钻孔多向消突方式下,煤层瓦斯由于顶底板限制作用,在水平方向运移倾向性更强,瓦斯压力降低等值线呈椭圆形分布;底抽巷方式下,瓦斯压力降低等值线呈环形分布。提出的顺层定向长钻孔多向消突技术使3-2煤层、3-3煤层瓦斯压力分别在抽采70d和110d后达到消突要求,消突效率较底抽巷抽采消突方式提升55%~143%,日抽采瓦斯纯流量、浓度分别提升35%和14%,同时施工成本节约65%,工期缩短56%,可以为近距离特厚夹矸煤层的瓦斯高效治理提供参考。 展开更多
关键词 近距离煤层 瓦斯抽采 定向长钻孔 底抽巷 煤层瓦斯压力
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