不同煤阶区域预测瓦斯含量临界值的实验研究及应用——以安阳矿区龙山矿无烟煤和大众矿贫煤为例 被引量：5

1

作者 孙丽娟 聂百胜 郝富昌 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期101-106,共6页

为了提高对瓦斯突出区域预测的准确性,确定合理的瓦斯含量临界值,分析了不同煤阶煤的吸附特征,搭建了具有温控功能的大质量煤样瓦斯吸附解吸实验系统。实验分析了瓦斯含量、瓦斯压力和钻屑瓦斯解吸指标的相互关系,确定出了不同煤阶瓦斯... 为了提高对瓦斯突出区域预测的准确性,确定合理的瓦斯含量临界值,分析了不同煤阶煤的吸附特征,搭建了具有温控功能的大质量煤样瓦斯吸附解吸实验系统。实验分析了瓦斯含量、瓦斯压力和钻屑瓦斯解吸指标的相互关系,确定出了不同煤阶瓦斯含量临界值。结果表明:①煤的变质程度越高,煤吸附甲烷的能力越强,区域预测瓦斯含量临界值就越高;②龙山矿无烟煤吸附常数(a)值为43.224～45.013m3/t,瓦斯压力为0.74MPa时对应的瓦斯含量最低为10.9m3/t,Δh2为200Pa对应的瓦斯含量最低为10.8m3/t,确定其瓦斯含量临界值为10.0m3/t;③大众矿贫煤a值为30.813～33.85m3/t,瓦斯压力0.74MPa对应的瓦斯含量最低为9.04m3/t,Δh2为200Pa对应的瓦斯含量最低为9.3m3/t,考虑到该矿煤质松软,确定其临界值为8.0m3/t。现场跟踪考察结果表明,所确定的瓦斯含量临界值安全可靠,该研究成果可为其他类似矿区提供借鉴。 展开更多

关键词 瓦斯含量临界值 区域预测 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 钻屑瓦斯解吸指标 构造煤

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瓦斯抽采半径确定方法的比较及存在问题研究 被引量：115

2

作者 郝富昌 刘明举 孙丽娟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第12期55-58,110,共5页

为快速有效消除采掘工作面的突出危险性,论述了确定瓦斯抽采半径的各种方法,指出了确定瓦斯抽采半径存在的问题,并对确定瓦斯抽采半径应深入研究的方向进行展望。研究结果表明:现场测试瓦斯抽采半径存在测试难度较大、精度较差、测试结... 为快速有效消除采掘工作面的突出危险性,论述了确定瓦斯抽采半径的各种方法,指出了确定瓦斯抽采半径存在的问题,并对确定瓦斯抽采半径应深入研究的方向进行展望。研究结果表明:现场测试瓦斯抽采半径存在测试难度较大、精度较差、测试结果仅是区间值等问题,现场实测法不能随瓦斯地质条件的改变动态确定瓦斯抽采半径;数值模拟方法确定的抽采半径未考虑含瓦斯煤的流变特性,确定的有效抽采时间存在较大误差,今后应加强考虑煤的流变特性的抽采过程的流固耦合研究,以确定合理的抽采半径,为瓦斯灾害防治提供依据。 展开更多

关键词 瓦斯抽采半径 煤与瓦斯突出 埋藏深度 示踪气体 瓦斯压力

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水力冲孔钻孔周围煤层透气性变化规律 被引量：85

3

作者 王凯 李波 +1 位作者 魏建平 李鹏 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第5期778-784,共7页

为了研究水力冲孔钻孔周围煤层透气性变化及分布规律，基于煤层实际赋存条件，采用压力法和含量法对水力冲孔卸压范围进行了现场试验考察。采用RFPA^2D-Flow软件模拟分析了水力冲孔钻孔周围煤体应力及透气性变化规律。结果表明：受水力... 为了研究水力冲孔钻孔周围煤层透气性变化及分布规律，基于煤层实际赋存条件，采用压力法和含量法对水力冲孔卸压范围进行了现场试验考察。采用RFPA^2D-Flow软件模拟分析了水力冲孔钻孔周围煤体应力及透气性变化规律。结果表明：受水力冲孔的影响，孔洞周围形成了半径为5．0～6．0m的卸压范围，卸压范围内应力在0．038～6．545MPa之间，在距被考察孔6．8m处，出现应力集中现象，最大主应力为15．85MPa，与现场考察结果基本一致。孔洞周围煤层透气性的分布规律与主应力变化趋势相一致。距卸压区域距离不同，煤体最大主应力不同，越靠近孔洞的区域，应力和瓦斯压力下降幅度越大，煤层透气性系数也就越大。 展开更多

关键词 水力冲孔 透气性 卸压增透 数值模拟 卸压范围

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水体下采煤中导水裂隙带高度的探测与分析 被引量：81

4

作者 高保彬 刘云鹏 +1 位作者 潘家宇 袁恬 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期3384-3390,共7页

为准确探测出采煤工作面回采结束后,上覆岩层导水裂隙带发育高度范围,确保水体下采煤安全可靠,采用传统经验公式、井下封堵钻孔分段注(放)液裂隙测量系统及钻孔电视探测系统分别对工作面回采前后上覆岩层裂隙带的发育高度进行理论计算... 为准确探测出采煤工作面回采结束后,上覆岩层导水裂隙带发育高度范围,确保水体下采煤安全可靠,采用传统经验公式、井下封堵钻孔分段注(放)液裂隙测量系统及钻孔电视探测系统分别对工作面回采前后上覆岩层裂隙带的发育高度进行理论计算、定量探测和定性分析。结果表明:采用上述3种方法分别得到的导水裂隙带的发育高度范围为25.24~36.50,26.83~28.33和25.50~29.20 m。研究结果证实采用井下封堵钻孔分段注(放)液裂隙测量系统探测所得的导水裂隙带高度合理可靠,不仅为四台煤矿水下开采提供理论支撑,而且为其它矿井导水裂隙带探测提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 采矿工程 覆岩三带 导水裂隙带 水下采煤 注水漏失量 钻孔电视

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含水率对含瓦斯煤的渗流特性影响试验研究 被引量：52

5

作者 魏建平 位乐 王登科 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期97-103,共7页

利用自主研发的三轴煤岩瓦斯渗流试验系统,测定煤样在含水率、围压和瓦斯压力的不同组合情况下的渗流量,得到含水率与含瓦斯煤渗透特性之间的关系表达式,揭示了受水分影响的含瓦斯煤渗透特性的一些新的认识:①不同含水率煤样,固定瓦斯... 利用自主研发的三轴煤岩瓦斯渗流试验系统,测定煤样在含水率、围压和瓦斯压力的不同组合情况下的渗流量,得到含水率与含瓦斯煤渗透特性之间的关系表达式,揭示了受水分影响的含瓦斯煤渗透特性的一些新的认识:①不同含水率煤样,固定瓦斯压力条件下,含瓦斯煤渗透率随围压的增大而减小,且呈指数函数关系;②不同含水率条件下的含瓦斯煤,随着瓦斯压力的增大,含瓦斯煤渗透率的先减小后增大,呈现出"V"字型变化趋势,具有明显的Klinkenberg效应;③瓦斯压力对含瓦斯煤渗透性的影响大于围压的影响;④恒定温度环境条件下,含水率对含瓦斯煤的渗透性有很明显的影响,随着煤样中含水率的增加,含瓦斯煤的渗透率逐渐减小,整体呈负指数关系。 展开更多

关键词 含水率 渗透率 含瓦斯煤 渗流特性

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复合顶板高瓦斯厚煤层综放工作面覆岩“两带”动态发育特征 被引量：46

6

作者 高保彬 王晓蕾 +1 位作者 朱明礼 周建伟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A01期3444-3451,共8页

以余吾煤业为试验矿井,采用钻孔两端封堵分段注水装置和钻孔电视系统,探测综放开采上覆岩层"两带"高度,对采动前后裂隙倾角、数量与深度关系、数量与宽度关系进行数字化分析,并就采动过程裂隙演变情况进行相似模型与数值模拟... 以余吾煤业为试验矿井,采用钻孔两端封堵分段注水装置和钻孔电视系统,探测综放开采上覆岩层"两带"高度,对采动前后裂隙倾角、数量与深度关系、数量与宽度关系进行数字化分析,并就采动过程裂隙演变情况进行相似模型与数值模拟试验。结果表明:余吾煤业综放开采冒落带高度为27～32 m,裂隙带高度为58～61 m,采动前裂隙以高角度、低宽度为主;随着采煤工作面的逐步推进裂隙数量呈直线上升,且增加的裂隙以小角度、中宽度为主;采动过程中裂隙的主要聚集区在煤壁前后,覆岩裂隙密度分布曲线呈两端和中间高,如"波浪"型。 展开更多

关键词 采矿工程 复合顶板 综放开采 覆岩“两带” 动态发育

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基于Klinkenberg效应影响的煤体瓦斯渗流规律及其渗透率计算方法 被引量：34

7

作者 王登科 魏建平 +1 位作者 付启超 刘勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2029-2036,共8页

针对气体渗流存在的Klinkenberg效应,利用自主研发的三轴瓦斯渗流实验系统,对煤层瓦斯的渗流特性进行了研究。通过实验数据分析和理论推导,提出了一种综合气体动力黏度和压缩因子影响及克氏效应的煤层瓦斯渗透率计算方法。通过比较传统... 针对气体渗流存在的Klinkenberg效应,利用自主研发的三轴瓦斯渗流实验系统,对煤层瓦斯的渗流特性进行了研究。通过实验数据分析和理论推导,提出了一种综合气体动力黏度和压缩因子影响及克氏效应的煤层瓦斯渗透率计算方法。通过比较传统的拟压力法计算结果,考虑克氏效应方法在理论上和数据处理结果上更合理、更准确。研究结果表明:1克氏效应对煤层瓦斯渗流影响明显,利用考虑克氏效应方法评估的渗透率结果正确,能充分反映出气体渗流的真实状态。2吸附解吸作用对煤层瓦斯渗透性有一定的影响,其影响结果是导致煤层绝对渗透率的降低。3处于标准状况附近的气体,可以忽略动力黏度和压缩因子对其渗透性的影响,离开标准状况较远的气体,需要考虑动力黏度和压缩因子对其渗透性的影响。研究结果对正确认识克氏效应和选择更精确的含瓦斯煤渗透率计算方法具有一定的指导价值。 展开更多

关键词 煤层瓦斯 渗流规律 Klinkenberg效应 渗透率 吸附解吸

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考虑流变特性的水力冲孔孔径变化规律及防堵孔技术 被引量：33

8

作者 郝富昌 孙丽娟 左伟芹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1434-1440,共7页

通过分析水力冲孔周围煤体的受力特征,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的水力冲孔周围煤体黏弹塑性模型,分析了水力冲孔的卸压增透效果和孔径变化规律,制定了防止钻孔堵塞和注气驱替技术。研究结果表明:1水力冲孔措施可以大幅度提高... 通过分析水力冲孔周围煤体的受力特征,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的水力冲孔周围煤体黏弹塑性模型,分析了水力冲孔的卸压增透效果和孔径变化规律,制定了防止钻孔堵塞和注气驱替技术。研究结果表明:1水力冲孔措施可以大幅度提高周围煤体的渗透率,冲煤量越多,水力冲孔的卸压范围越大,煤体的渗透率提高的幅度越大;2由于煤的流变特性水力冲孔钻孔会产生缩孔现象,地应力越大,煤体强度越低,钻孔周围煤体的蠕变变形越剧烈,钻孔就越容易被堵塞,一旦抽采通道被堵塞,瓦斯抽采效果就会大幅度的降低;3采用下套管防堵孔技术,人工保留一条抽采通道,可长时间抽取高浓度瓦斯,抽采效果提高了2.7倍;4注气驱替与水力冲孔技术结合,单孔抽采纯量增加了8.1倍,可有效的提高瓦斯抽采效果。 展开更多

关键词 孔径变化规律 防堵孔技术 水力冲孔 蠕变变形 注气驱替

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构造煤孔隙结构与瓦斯耦合特性研究 被引量：27

9

作者 姜家钰 雷东记 +1 位作者 谢向向 张大伟 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期123-128,共6页

利用压汞法、低温氮吸附法、瓦斯等温吸附和解吸试验对平煤八矿构造煤和共生原生结构煤进行综合分析,探讨了构造煤孔隙结构与瓦斯耦合特性。结果表明,构造煤以微孔为主,中孔和大孔相对发育且含较多细颈瓶孔,孔隙连通性差。与共生原生结... 利用压汞法、低温氮吸附法、瓦斯等温吸附和解吸试验对平煤八矿构造煤和共生原生结构煤进行综合分析,探讨了构造煤孔隙结构与瓦斯耦合特性。结果表明,构造煤以微孔为主,中孔和大孔相对发育且含较多细颈瓶孔,孔隙连通性差。与共生原生结构煤相比,构造煤各孔径阶段的孔容和孔比表面积都有所增加。构造煤比表面积的增加具有阶段性,即孔径〈1.2 nm时为慢增加阶段,孔径=1.2-4.9nm时为快增加阶段,孔径〉4.9 nm时为稳定阶段。构造煤极限瓦斯吸附量a的增大与比表面积快增加阶段关系密切,但小于其BET比表面积的增幅。瓦斯解吸初期0-2 min内构造煤瓦斯解吸速度和解吸量明显大于共生原生结构煤,与中孔和大孔的变化一致,2 min以后瓦斯解吸迅速衰减。低煤体强度、高瓦斯含量的构造煤以气-煤共溶体形式储集更多弹性潜能,突然卸压时瓦斯膨胀能迅速释放,煤层中发育的构造煤增加了煤与瓦斯突出的危险性。 展开更多

关键词 安全工程 构造煤 孔隙结构 吸附 解吸 煤与瓦斯突出

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蠕变-渗流耦合作用下不同埋深有效抽采半径研究 被引量：27

10

作者 郝富昌 刘彦伟 +1 位作者 龙威成 左伟芹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2616-2622,共7页

为了研究不同埋深有效抽采半径,建立了钻孔周围煤体黏弹塑性模型,研究了不同埋深钻孔孔径变化规律及有效抽采时间,建立了蠕变-渗流耦合作用下的瓦斯运移模型,确定了不同埋深钻孔的有效抽采半径。研究结果表明:深部煤层有效抽采半径受到... 为了研究不同埋深有效抽采半径,建立了钻孔周围煤体黏弹塑性模型,研究了不同埋深钻孔孔径变化规律及有效抽采时间,建立了蠕变-渗流耦合作用下的瓦斯运移模型,确定了不同埋深钻孔的有效抽采半径。研究结果表明:深部煤层有效抽采半径受到煤体蠕变变形加剧、渗透率降低及瓦斯压力升高的综合作用;试验矿井埋深400及600 m煤体蠕变变形较为平缓,钻孔缩孔幅度有限,仍维持较好的抽采通道,所有抽采时间均为有效抽采时间,但是埋深800 m煤体蠕变变形愈加剧烈,钻孔缩孔速度快速增加,仅30 d就会堵塞抽采通道,其有效抽采时间仅为30 d;埋深400,600和800 m钻孔3个月的有效抽采半径分别为2.88,1.62和0.82 m,数值计算结果与现场实测相吻合,研究成果可为抽采钻孔的优化布置提供参考。 展开更多

关键词 有效抽采半径 蠕变-渗流耦合 有效抽采时间 蠕变变形 瓦斯抽采

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干燥及饱和含水煤样超声波特征的实验研究 被引量：23

11

作者 王云刚 李满贵 +1 位作者 陈兵兵 代少华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2445-2450,共6页

采用超声波透射法对无烟煤、焦煤和肥煤煤样在干燥及自然饱和吸水状态进行超声波测试实验,利用快速傅里叶变换对超声波信号进行了频谱分析,研究干燥及自然饱和吸水状态下煤样超声波特征。研究结果表明:在干燥或自然饱和吸水状态下,同种... 采用超声波透射法对无烟煤、焦煤和肥煤煤样在干燥及自然饱和吸水状态进行超声波测试实验,利用快速傅里叶变换对超声波信号进行了频谱分析,研究干燥及自然饱和吸水状态下煤样超声波特征。研究结果表明:在干燥或自然饱和吸水状态下,同种煤样的纵波波速相差较小;在干燥和自然饱和吸水两种状态下,无烟煤煤样纵波速度最大,肥煤纵波速度最小,焦煤介于两者之间,煤样纵波速度与其密度呈正相关、与孔隙率和变质程度呈负相关关系。焦煤和肥煤煤样在自然饱和吸水状态下纵波波速高于其在干燥状态下的纵波波速,无烟煤则相反;焦煤和肥煤煤样的纵波波速对水的敏感性大于无烟煤纵波波速对水的敏感性,这是由水分子在煤样孔隙中的运动形式决定的。煤样自然饱和吸水后,其主频率值有所下降,出现"频率漂移"的现象,使其能量多集中在低频部分;在煤样中传播的超声波信号的波速和主频率值能够反映煤样内部的孔隙、微裂隙等结构情况及其含水情况。 展开更多

关键词 煤样 干燥 自然饱和 超声波 快速傅里叶变换 主频率值

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矿井CO气体成因类型及机理辨识分析 被引量：22

12

作者 贾海林 余明高 徐永亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1812-1818,共7页

针对采煤作业空间CO气体异常,来源及成因类型不清等问题,综合运用矿井火灾学、煤田地质学、瓦斯地质学及煤化学等多学科理论,提出了CO气体成因类型由原生CO气体和次生CO气体构成。原生CO气体是煤化作用阶段的非烃类气体产物之一;次生CO... 针对采煤作业空间CO气体异常,来源及成因类型不清等问题,综合运用矿井火灾学、煤田地质学、瓦斯地质学及煤化学等多学科理论,提出了CO气体成因类型由原生CO气体和次生CO气体构成。原生CO气体是煤化作用阶段的非烃类气体产物之一;次生CO气体是指煤机械破碎激活脱羰分解产生的CO气体,煤常温氧化和煤升温氧化过程产生的CO气体,也包括井下炸药爆破和防爆机车运行释放的CO气体。对原生CO气体和次生CO气体中煤机械破碎脱羰分解产生的CO气体和煤氧复合分解的CO气体的产生机理分别进行了阐述分析。分析了煤升温氧化过程CO气体发生量与煤体温度之间的对应关系及煤升温氧化生成CO气体的活化能。探讨了煤层原生CO气体含量测试及CO来源辨识方面存在的问题,提出了CO气体综合控制与治理的研究方向。 展开更多

关键词 原生CO气体 次生CO气体 CO气体成因类型 CO气体产生机理

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基于水分影响的加-卸载围压条件下含瓦斯煤渗流特性研究 被引量：21

13

作者 魏建平 秦恒洁 王登科 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第6期987-994,共8页

利用自行研制的"受载含瓦斯煤温控三轴加载渗流实验装置",以河南方山煤矿煤样为研究对象,进行了不同含水率条件下2次加-卸载围压的三轴渗流实验,系统研究了水分和加-卸载围压对含瓦斯煤渗透特性的影响规律。研究结果表明:1)... 利用自行研制的"受载含瓦斯煤温控三轴加载渗流实验装置",以河南方山煤矿煤样为研究对象,进行了不同含水率条件下2次加-卸载围压的三轴渗流实验,系统研究了水分和加-卸载围压对含瓦斯煤渗透特性的影响规律。研究结果表明:1)围压及煤样的含水率对型煤煤样渗透率控制性较强,型煤渗透率与水分及围压大小都呈负相关关系;2)2次加载过程相比,第2次加载过程中渗透率变化明显较第1次平缓,且两者渗透率与围压的关系曲线路径不同;3)2次卸载过程中,渗透率都有一定程度升高,但均恢复不到初始值,且随着煤样含水率越高其恢复程度越小;4)同一次加载或卸载过程中,含水率越高的煤样渗透率变化曲线越平缓。第1次加载后,进行第1次卸载及2次加卸载过程中,水分对煤体渗透率的控制性要显著高于围压对其控制性。实验结论对处于反复加-卸载情况下,煤层瓦斯渗透率主要控制因素选择有一定意义。 展开更多

关键词 渗流特性 含瓦斯煤 含水率 渗透率 加卸载围压

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同组软硬煤煤样声发射及分形特征研究 被引量：18

14

作者 高保彬 李回贵 +2 位作者 李林 王晓蕾 于水军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第A02期3498-3504,共7页

为了研究在单轴压缩下同组软硬煤试样的声发射及分形特征,以平煤集团已组软硬煤为研究对象,利用RMT–150C型岩石力学伺服试验系统和CDAE–1型声发射仪,在单轴压缩下对平煤集团的己组软硬煤煤样进行声发射试验,然后运用分形理论分析声发... 为了研究在单轴压缩下同组软硬煤试样的声发射及分形特征,以平煤集团已组软硬煤为研究对象,利用RMT–150C型岩石力学伺服试验系统和CDAE–1型声发射仪,在单轴压缩下对平煤集团的己组软硬煤煤样进行声发射试验,然后运用分形理论分析声发射计数序列。研究结果表明:在单轴压缩破坏过程中,软硬煤试样的声发射累计计数都会出现突增现象,软煤的平均增长率为855.4,硬煤的平均增长率为914.32。相空间维数对关联维数有一定的影响,但是随着相空间维数的增加影响会越来越小。软硬煤声发射计数序列的分形维数在加载初期都比较小,在峰值应力附近会达到最大值,之后会出现突降现象,这可以作为预测煤体失稳破坏的前兆。 展开更多

关键词 采矿工程 煤样 声发射 单轴压缩 分形 关联维数

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载荷方式对深部采动煤体损伤-渗透时效特性影响实验研究 被引量：16

15

作者 徐超 付强 +3 位作者 王凯 袁亮 张翔 王硕 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期197-205,共9页

根据煤体实际力学状态设定恒定围压增加轴压、恒定轴压卸除围压和同时增加轴压卸除围压等3种力学路径,开展加卸载煤体损伤-渗透同步实验,分析加卸载方式对采动煤体损伤-渗透时效特性的影响,并揭示采动煤体损伤-渗透特性差异的内在机制.... 根据煤体实际力学状态设定恒定围压增加轴压、恒定轴压卸除围压和同时增加轴压卸除围压等3种力学路径,开展加卸载煤体损伤-渗透同步实验,分析加卸载方式对采动煤体损伤-渗透时效特性的影响,并揭示采动煤体损伤-渗透特性差异的内在机制.研究结果表明:不同的力学路径使煤体表现出截然不同的变形与强度特征,在高围压作用下试样的变形特性逐渐从脆性向塑性转变;受加卸载方式的影响,3种力学路径下的试样分别发生主剪切破坏、拉剪破坏和X型共轭剪切破坏;不同的力学路径对试样造成不同程度的损伤扩容和渗透率变化,且具有明显的时效特性,按响应速度排序依次是:同时增加轴压卸除围压>恒定轴压卸除围压>恒定围压增加轴压;煤体损伤、渗透具有协同演化特性,但渗透率变化相对于损伤扩容具有滞后性;差应力比是导致加卸载煤体损伤-渗透特性差异的本质原因,承受较大差应力比的深部采动煤体极易诱发煤岩瓦斯动力灾害,为避免动力灾害发生,需采取相应措施减小采动煤体所受的差应力比.研究结果对于揭示煤岩瓦斯动力灾害机理、实现深部煤炭精准开采与动力灾害防治具有指导作用. 展开更多

关键词 载荷煤体 损伤扩容 渗透演化 时效特性 差应力比

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基于熵权灰色关联法的煤与瓦斯突出主控因素分析 被引量：17

16

作者 王云刚 周辰 +1 位作者 李辉 张宏图 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期5-9,共5页

煤与瓦斯突出主控因素的科学确定是突出预测及防治的重要前提条件。根据突出综合作用假说及瓦斯地质理论确定了平顶山东部矿区的突出影响因素为开采深度、瓦斯、煤的物理力学性质、地质构造、煤层和构造煤厚度及煤层透气性系数。建立了... 煤与瓦斯突出主控因素的科学确定是突出预测及防治的重要前提条件。根据突出综合作用假说及瓦斯地质理论确定了平顶山东部矿区的突出影响因素为开采深度、瓦斯、煤的物理力学性质、地质构造、煤层和构造煤厚度及煤层透气性系数。建立了熵权灰色关联分析模型,分析得出平顶山东部矿区突出影响因素的熵权灰色关联序为开采深度、瓦斯压力、断层特征系数、煤厚特征系数、f、Δp、煤体破碎程度、透气性系数。结合平顶山东部矿区的实际情况分析突出影响因素的重要性,验证了熵权灰色关联法计算得到的关联序结果是正确的。结果表明,熵权灰色关联方法具有模糊、随机、灰色等特征,对数据要求较低且计算量小,应用该方法分析突出主控因素是可行和有效的。 展开更多

关键词 安全工程 煤与瓦斯突出 主控因素 灰色关联度 熵权

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地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯数值试验与应用 被引量：16

17

作者 袁亮 刘业娇 +4 位作者 田志超 唐春安 薛俊华 段昌瑞 张寒 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期370-378,共9页

为解决塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯低含量、高涌出的问题,同时为了弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点,根据该矿8101工作面所属区域煤层的地质和瓦斯赋存条件,确定了数值试验方案,对地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯的效果... 为解决塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯低含量、高涌出的问题,同时为了弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点,根据该矿8101工作面所属区域煤层的地质和瓦斯赋存条件,确定了数值试验方案,对地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯的效果进行优化分析。基于煤岩(体)的孔隙特征,构建了含瓦斯煤岩(体)破裂过程气-固耦合和渗透率-损伤耦合数学本构模型。采用RFPA^(2D)瓦斯分析版软件建立地面钻孔抽放瓦斯的数值计算模型,设置有关简化条件、边界条件和物性参数,通过数值试验得出:地面垂直钻孔的终孔位置布置在煤层底部比较合理;在综合考虑地面垂直钻孔投入成本和瓦斯抽采效果的基础上,确定地面垂直钻孔间距为50～60 m比较合理。同时,由8101工作面地面垂直钻孔抽采煤层瓦斯的实际应用效果分析可知,当地面垂直钻孔的终孔位置布置在煤层底部,且钻孔间距布置为50m时,能够实现良好的瓦斯抽放效果,这也从一定程度上进一步验证了数值试验的合理性和可行性。 展开更多

关键词 地面垂直钻孔 含瓦斯煤层 数值试验 终孔位置 钻孔间距

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可控源微波场促进煤体中甲烷解吸的试验研究 被引量：15

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作者 胡国忠 朱怡然 李志强 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期874-880,共7页

针对煤层瓦斯抽采过程中吸附瓦斯难以解吸的技术难题,提出可控源微波场促进煤层瓦斯解吸的新思路,采用可控源微波场作用下煤岩瓦斯解吸试验装置,研究有、无可控源微波场作用下煤体中甲烷的解吸规律,探讨可控源微波场对煤体中甲烷解吸特... 针对煤层瓦斯抽采过程中吸附瓦斯难以解吸的技术难题,提出可控源微波场促进煤层瓦斯解吸的新思路,采用可控源微波场作用下煤岩瓦斯解吸试验装置,研究有、无可控源微波场作用下煤体中甲烷的解吸规律,探讨可控源微波场对煤体中甲烷解吸特性的影响机理。研究结果表明,可控源微波场能够促进煤体中甲烷的解吸,使煤体的甲烷解吸速率增大且解吸后期衰减变慢、累计甲烷解吸量增加1.65~3.79倍;有、无可控源微波场作用下煤体的甲烷解吸动力学曲线形态基本一致,且能用动扩散系数模型较好地描述;相同解吸时间条件下,可控源微波场作用下煤体的甲烷扩散系数比无微波场作用时大。可控源微波场对煤体中甲烷解吸特性的影响机理主要在于可控源微波场能够增强煤体中甲烷分子的活性、提高煤体的甲烷扩散系数、改变甲烷解吸过程中煤体的扩散阻力级差,使煤体中甲烷的解吸速度增加、扩散速度加快、扩散阻力减小,从而有利于促进煤体中甲烷的解吸。 展开更多

关键词 采矿工程 煤 可控源微波场 瓦斯 促进解吸 扩散

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基于多物理场耦合的顺层钻孔瓦斯抽采参数优化研究 被引量：14

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作者 刘佳佳 贾改妮 +1 位作者 王丹 马权 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期115-119,156,共6页

为了揭示多物理场耦合作用下本煤层顺层钻孔瓦斯抽采渗流机制,建立了考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩影响的流固耦合模型,运用该模型对本煤层顺层钻孔抽采参数进行优化。结果表明:抽采时间对有效抽采半径影响非常显著,钻孔抽采... 为了揭示多物理场耦合作用下本煤层顺层钻孔瓦斯抽采渗流机制,建立了考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩影响的流固耦合模型,运用该模型对本煤层顺层钻孔抽采参数进行优化。结果表明:抽采时间对有效抽采半径影响非常显著,钻孔抽采1 d时有效抽采半径为0.38 m,钻孔抽采10 d时有效抽采半径的范围仅增加1.55倍,抽采180 d时有效抽采半径的范围增加8.26倍;在高瓦斯压力区域,煤层钻孔周围煤体的孔隙率、渗透率呈现下降趋势,随着钻孔抽采影响程度的减小,煤基质解吸收缩效应逐渐加强,孔隙率、渗透率下降趋势逐渐缓慢,模拟结果与理论分析相吻合;随着抽采钻孔直径的增加,钻孔周围煤体的瓦斯压力降低范围逐渐增大,有效抽采半径与钻孔直径之间满足幂函数关系,在保证钻孔抽采效果的前提下,确定某矿29031工作面最合理的钻孔直径为94 mm。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 顺层钻孔 Klinkenberg效应 多物理场 流固耦合

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溃坝经济损失评估方法研究 被引量：14

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作者 王志军 宋文婷 马小童 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第2期30-34,共5页

根据溃坝洪水演进特征及其对经济财产的破坏作用,提出了一种基于淹没范围区划的溃坝经济损失评估方法。为便于确定溃坝洪水财产损失率,将溃坝洪水淹没范围划分为6种区域:溃决区、毁灭区、重灾区、中灾区、轻灾区及安全区,制定了溃坝洪... 根据溃坝洪水演进特征及其对经济财产的破坏作用,提出了一种基于淹没范围区划的溃坝经济损失评估方法。为便于确定溃坝洪水财产损失率,将溃坝洪水淹没范围划分为6种区域:溃决区、毁灭区、重灾区、中灾区、轻灾区及安全区,制定了溃坝洪水淹没区划标准及每种分区财产损失率的建议表。为避免溃坝洪水淹没范围区划中的不相容问题,提出了基于物元模型的溃坝洪水淹没范围区划方法。该评估方法简便快捷,可以节省工作量,实现快速评估。 展开更多

关键词 溃坝 经济 财产损失率 评估 区划

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