考虑时间效应煤和瓦斯突出的失稳破坏机理研究

根据含瓦斯煤的流变破坏机理，研究了考虑时间效应的煤和瓦斯突出的失稳破坏机理，提出了其发生的判据，建立了教学力模型，为煤和瓦斯突出的预测和防治提供了理论基础。     

以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型

从能量的角度分析计算了煤与瓦斯突出中作用于煤体的动力和煤体本身的阻力，建立了以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型，定量讨论了煤与瓦斯突出的力学过程，并给出了其构造煤临界厚度判据     

祁东矿煤与瓦斯突出动力成因分析

针对祁东矿多发生小型突出且地点多在构造应力区的现状,采用划分地质单元方法评价其煤与瓦斯突出危险性。结果表明:4个地质单元瓦斯赋存条件和主控因素不同,25次突出集中发生的第Ⅱ单元,主控因素为地应力;测试了原岩地应力场特征,发生多次突出的中央回风下山巷道走向为近SN向,与最大主应力方向夹角大,掘进过程中煤体承受应力较大,构造煤发育;对比同一埋深其它已揭露煤层区域,在瓦斯含量相差不大的情况下,动力现象差异很大;这些都证实瓦斯不是突出的主要动力来源,突出主要动力来源为构造应力,这也决定了不会发生大型煤与瓦斯突出,对瓦斯预测和防治有重要指导意义。     

平顶山十矿煤与瓦斯突出地质因素分析

随着矿井开采深度的增加,煤与瓦斯突出已愈来愈成为影响和制约生产的重要因素.为确保煤矿安全生产,作者对平顶山十矿影响突出煤层瓦斯赋存和突出的地质构造、煤层厚度的变化、煤体结构、埋藏深度等地质因素进行了分析研究,认为:地质条件对煤层瓦斯体积含量和煤与瓦斯突出的分区分带具有明显的控制作用;井田内厚度小于2 m的单一煤层一般不具突出危险性,但随着开采深度的增加有可能发生突出;戊9-10煤层分叉合并线附近为煤与瓦斯突出带,其他煤层分叉合并线附近可能形成煤与瓦斯突出危险带.     

新安煤田煤与瓦斯突出特征及控制因素分析

为了掌握煤与瓦斯突出的特征和控制因素,提高煤矿防突工作的针对性,本文通过统计分析了新安煤田内义煤集团的4个煤与瓦斯突出矿井近年来发生的瓦斯动力现象,综合分析得出新安煤田煤与瓦斯突出具有以小型突出为主、突出前有预兆并受作业方式诱导、突出点附近瓦斯质量体积和瓦斯压力高、易发生在掘进工作面和煤层变化带的特征;分析总结了埋藏深度、瓦斯赋存、地质构造、煤层厚度变化、构造软煤、作业工艺是控制新安煤田煤与瓦斯突出的主要因素,为该煤田防治煤与瓦斯突出提供了理论指导.     

新安煤田煤与瓦斯突出特征及控制因素分析

为了掌握煤与瓦斯突出的特征和控制因素,提高煤矿防突工作的针对性,本文通过统计分析了新安煤田内义煤集团的4个煤与瓦斯突出矿井近年来发生的瓦斯动力现象,综合分析得出新安煤田煤与瓦斯突出具有以小型突出为主、突出前有预兆并受作业方式诱导、突出点附近瓦斯质量体积和瓦斯压力高、易发生在掘进工作面和煤层变化带的特征;分析总结了埋藏深度、瓦斯赋存、地质构造、煤层厚度变化、构造软煤、作业工艺是控制新安煤田煤与瓦斯突出的主要因素,为该煤田防治煤与瓦斯突出提供了理论指导.     

两软一硬煤层突出控制因素与发生规律

针对两软一硬煤层特殊的瓦斯地质条件,以云盖山井田一矿二1煤层为例,探寻了两软一硬煤层煤与瓦斯突出的控制因素,分析了掘进工作面掘进期间突出预测指标的分布特征,总结归纳了"两软一硬"煤层煤与瓦斯突出发生规律.研究结果表明,由于地质构造变动,云盖山一矿二1煤层产状变化较大,煤层倾角发生急剧变化的地带,地应力集中;受层间滑动构造的影响,煤层厚度变化较大,具有突然增厚、变薄以至尖灭、挤灭现象;二1煤层构造软煤呈连续层状发育.因此,在煤层薄、厚交接处(煤层急剧变化带),小断层附近,应力集中,瓦斯积聚,煤体破坏严重,易发生突出.此项研究,可为地质条件类似矿井开展瓦斯地质研究和瓦斯灾害防治工作提供方法借鉴和理论指导.     

煤与瓦斯突出的土力学分析

为了探索煤与瓦斯突出机理,根据岩体结构分类方法,把破坏类型为Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ类的煤视为散体结构岩体.借鉴土力学流土失稳理论分析煤与瓦斯突出机制,把临界失稳梯度作为煤体的抗突强度指标.通过对煤体瓦斯压力梯度变化过程的分析,指出低透气性煤比高透气性煤更容易发生高强度突出的原因是由于低透气性煤的"失稳分层"的单位体积煤体具有更高的气体膨胀能.提出隔渗帷幕法和反滤层法2种控突思路.     

应用瓦斯地质单元法划分突出危险区域

受地质条件控制,煤与瓦斯突出的发生地点呈区域性分布,瓦斯突出区域性预测要以瓦斯地质为基础.在长虹公司地质勘探时期的瓦斯地质资料统计,以及二1煤层瓦斯基础参数测定成果的基础上,运用瓦斯地质学的研究方法总结了长虹井田二1煤层瓦斯的赋存特征和瓦斯地质规律.从瓦斯地质角度对长虹公司二1煤层煤与瓦斯的突出现象进行了分析,确定了长虹公司二1煤层煤与瓦斯突出区域预测指标及其临界值,进而将井田划为3个相互独立的瓦斯地质单元;根据瓦斯地质单元法划分突出危险区域的方法,最后对该矿的突出危险区域与非突出危险区域进行了划分.     

隔档式褶皱演化及其对煤与瓦斯突出灾害的影响

为了解水城矿区隔档式褶皱对该区域煤与瓦斯突出灾害影响问题,采用理论分析、现场考察等手段研究了水城矿区隔档式褶皱演化分析及其对煤与瓦斯突出灾害影响机理及特征.研究表明：水城矿区先期断裂存在及燕山期挤压力学作用形成了水城矿区隔档式褶皱,背斜区域造成煤层及瓦斯缺失,向斜区域煤层及瓦斯得以保存,隔档式褶皱形成过程中由于层间滑动、沿断裂滑动等造成了煤系地层破坏,形成了构造煤,挤压应力环境形成了瓦斯封闭系统,造成了瓦斯富集,越靠近向斜轴部,煤与瓦斯突出次数越多,灾害越严重.     

台吉竖井瓦斯突出控制因素分析及突出区预测

从瓦斯地质理论角度出发,根据台吉竖井地质勘探和瓦斯地质资料的统计分析,揭示了地质构造演化对瓦斯的控制特征,探讨了控制矿井突出的瓦斯地质规律,分析了矿井瓦斯的突出因素,总结出台吉竖井煤与瓦斯突出的地质构造控制特征.指出地质构造演化影响矿井瓦斯的保存和逸散,而断裂构造与岩浆岩的侵入会造成瓦斯的局部聚集,是造成煤与瓦斯突出的两个主要因素,为预测矿井瓦斯突出危险区,防治煤与瓦斯突出和瓦斯治理工作提供了科学依据.     

台吉竖井瓦斯突出控制因素分析及突出区预测

从瓦斯地质理论角度出发,根据台吉竖井地质勘探和瓦斯地质资料的统计分析,揭示了地质构造演化对瓦斯的控制特征,探讨了控制矿井突出的瓦斯地质规律,分析了矿井瓦斯的突出因素,总结出台吉竖井煤与瓦斯突出的地质构造控制特征.指出地质构造演化影响矿井瓦斯的保存和逸散,而断裂构造与岩浆岩的侵入会造成瓦斯的局部聚集,是造成煤与瓦斯突出的两个主要因素,为预测矿井瓦斯突出危险区,防治煤与瓦斯突出和瓦斯治理工作提供了科学依据.     

平顶山十矿煤与瓦斯突出地质因素分析

随着矿井开采深度的增加，煤与瓦斯突出已愈来愈成为影响和制约生产的重要因素,为确保煤矿安全生产，作者对平项山十矿影响突,出煤层瓦斯赋存和突出的地质构造、煤层厚度的变化、煤体结构、埋藏深度等地质因素进行了分析研究，认为：地质条件对煤层瓦斯体积含量和煤与瓦斯突出的分区分带具有明显的控制作用；井田内厚度小于2m的单一煤层一般不具突出危险性，但随着开采深度的增加有可能发生突出；戊9-10煤层分又合并线附近为煤与瓦斯突出带，其他煤层分又合并线附近可能形成煤与瓦斯突出危险带.     

“三软”矿区采掘工作面煤与瓦斯延期突出机理

针对我国"三软"矿区含瓦斯软煤严重的蠕变失稳问题,串联一个非线性黏塑性体与四元件线性黏弹性伯格体模型,建立含瓦斯软煤非线性黏弹塑性流变模型,并据此推导了煤壁蠕变失稳时间公式.针对采区工作面前方的矿压时空演化特征,建立了地应力和瓦斯压力随时间变化的函数M(t);通过煤与瓦斯突出判断条件,探讨了卸压区的形成对煤与瓦斯延期突出的影响.结果表明:"三软"矿区延期突出的滞后时间为第1阶段卸压带形成时间与第2阶段应力集中带软煤蠕变失稳时间之和.     

煤与瓦斯突出阵面的推进过程及力学条件分析

本文用数学解析方法解出了石门揭煤条件下工作面前方含瓦斯煤体内的稳态应力场和动态应力场。对突出阵面推进过程中任一煤体质点所经历的不同阶段内起主要作用的因素进行了研究，结合煤样的破裂特性用断裂力学的方法分析了突出的发生与发展过程，提出了煤与瓦斯突出机理的球壳失稳假说并给出了突出发生的力学条件。并在突出模拟试验中进行了初步的验证。     

煤与瓦斯突出同的推进过程及力学条件分析

本用数学解析方法解出了石门揭煤条件下工作面前方含瓦斯煤体内的稳态应力场和动态应力场。对突出阵面推进过程中任一煤体质点所经历的不同阶段内起主要作用的因素进行了研究，结合煤样的破裂特性用断裂力学的方法分析了突出的发生与发展过程，提出了煤与瓦斯突出机理的球壳失稳假说并给出了突出发生的力学条件。并在突出模拟试验中进行了初步的验证。     

一种基于ArcView实现瓦斯区域预测可视化的方法

应用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法,在空间数据管理的基础上,运用GIS数据处理方法,使用ArcView软件依次进行圈定突出点和动力现象点影响范围、划分煤层瓦斯风化带、根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测和划分、综合分析、等值线分析5项操作,实现了煤与瓦斯突出危险性的区域预测,并以沙曲矿4号煤层为例划分煤与瓦斯突出危险区和无突出危险区,对其煤与瓦斯突出危险性做出评估,实现了煤与瓦斯突出预测的可视化管理,提高了瓦斯灾害预测的准确性和时效性.     

应力,瓦斯压力在煤和瓦斯突出发生中作用的数值试验研究

本文在煤和瓦斯突出固流耦合失稳理论数学模型基础上，利用固流耦合有限元程序，采用数值模拟试验的方法，分析了应力、瓦斯压力对突出发生情况的影响。数值模拟的结果将为防治突出提供数值依据。     

平顶山十二矿煤与瓦斯突出的地质因素分析

对十二矿影响煤与瓦斯突出的井田地质构造、煤体结构、煤厚及其变化、煤层围岩等地质因素进行了分析。探讨了煤与瓦斯突出与上述地质因素之间的密切关系，为煤与瓦斯突出的预测、预报及其防治提供了依据。     

煤岩固—气耦合的流变力学分析

为分析煤与瓦斯延迟突出机理,讨论了煤层瓦斯流动特性,认为游离瓦斯和吸附瓦斯、突出空洞内的瓦斯和突出空洞附近煤体中的瓦斯均在煤与瓦斯突出过程中起重要作用,因而提出原煤吸附瓦斯贡献系数k并建立了煤层瓦斯流动的质量守恒方程;基于煤岩流变力学实验,提出了讨论煤岩流变力学性质的广义弹粘塑性组合模型。最后,建立了可以用来研究煤与瓦斯延迟突出机理的含瓦斯煤固－气耦合分析的数学模型。