钻孔瓦斯动态涌出的数值模拟研究

基于钻孔过程中瓦斯动态涌出的基本特点，建立了钻孔瓦斯动态涌出量的理论计算模型。通过系统的数值计算，分析了钻孔瓦斯动态涌出的规律和特征，在此基础上，提出了关于煤层突出危险性的定性判据，并给出了确定打钻过程中每米钻孔瓦斯涌出初速度及停钻衰减涌出量的计算公式。定性判据与定量指标相结合，将有助于提高钻孔法预测突出的准确率。     

钻孔瓦斯涌出初速度q的数学模型建立

通过对钻孔瓦斯涌出初速度的影响因素的综合全面理论分析,运用量纲理论和方法分析其影响因素的量纲,建立起钻孔瓦斯涌出初速度的数学模型。根据所得的数学模型进行理论分析并和原来重庆研究院得出的数学模型进行比较分析研究后,初步得出此模型更有实际应用价值的结论。     

钻孔瓦斯流量预测区域突出危险性技术研究

提出穿层钻孔稳定瓦斯流量与煤层瓦斯压力近似服从线性关系,钻孔瓦斯流量随瓦斯压力的增加而增大。进而依据煤矿现场实测的5组钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯压力对应值,利用线性回归推导出采用穿层钻孔瓦斯流量指标预测区域突出危险性的临界值。     

突出煤层卸压前后钻孔瓦斯涌出初速度的变化规律

突出煤层卸压后用钻孔瓦斯涌出初速度进行工作面预测和效果检验时经常超过突出临界值,造成开采保护层后煤层突出危险性更大的现象.通过建立钻孔瓦斯涌出初速度的数学模型,利用数值计算得出突出煤层卸压前后钻孔瓦斯涌出初速度的变化规律,研究钻孔瓦斯涌出初速度的主要影响因素,从理论上解释突出煤层卸压后用钻孔瓦斯涌出初速度预测和效果检验超标的原因.结合淮南潘一矿突出煤层卸压前后煤巷掘进测定钻孔瓦斯涌出初速度,研究其变化规律.研究结果表明,在突出煤层卸压后用钻孔瓦斯涌出初速度预测和效果检验超标是由于煤层透气性增大,卸压瓦斯未得到充分抽采而产生的现象,此时工作面已无突出危险性.     

掘进工作面突出前瓦斯涌出规律研究

瓦斯涌出动态监测是未来非接触式连续预测煤与瓦斯突出的主要发展方向。通过对近年来全国几次典型煤与瓦斯突出事故的瓦斯监控数据的分析,深入剖析煤与瓦斯突出事故前期瓦斯涌出具有的明显异常行为,借鉴突出事故的瓦斯涌出特点,深入分析潜在的突出危险隐患,为防治煤与瓦斯突出事故提供了新举措,可为确保矿井安全生产提供强有力的技术支持。     

钻孔瓦斯动态涌出规律的实验研究

为深入探讨钻孔瓦斯动态涌出规律,设计了煤层模拟装置及钻进过程中钻孔瓦斯涌出速度测定装置,依照均匀设计方法确定了实验方案,运用动态测试技术进行了钻孔瓦斯涌出速度模拟测试。研究表明,动态测试技术可成功捕捉钻孔瓦斯涌出初始时刻的最大速度变化率,其出现在测试过程的前5 s,并且随煤层吸附瓦斯压力的增大而增大,该变化趋势反映了煤...     

钻孔初始瓦斯流量规律研究

为获得钻孔初始瓦斯流量解吸规律,理论分析发现,钻孔初始瓦斯流量与钻孔半径、钻进深度、钻进时间、地应力、煤体强度和瓦斯压力有关。运用自行研制的钻孔初始瓦斯流量实验室测定装置,采集5组有代表的煤样,固定其他5个变量,在不同瓦斯压力下进行50次测定试验(其中48组数据有效)。研究表明:单位长度钻孔中涌出的钻孔初始瓦斯流量之和,即钻孔初始瓦斯涌出量与瓦斯压力近似成正比关系,瓦斯压力越高,钻孔初始瓦斯涌出量越大。对同一煤样,在气体压力相同条件下,充入CO_2时打钻测得的钻孔初始瓦斯涌出量远比充入N2时大的多。钻孔初始瓦斯涌出量的变化能较好的体现煤层突出危险性的变化。     

新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备

钻孔瓦斯涌出初速度是常用的煤与瓦斯突出预测指标之一,但是,随着钻孔深度增大,预测结果的准确性逐渐降低。这导致预测深度较浅,严重制约着采掘速度的提高。通过对钻孔瓦斯涌出初速度测定仪器工作时的受力状况进行分析,得出了胶囊不同位置的应力状态,并提出了新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备的研究思路,制造出了相应的装备,并进行了现场试验。试验结果显示:新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备测定钻孔深度要高于传统仪器。     

穿层钻孔瓦斯流量预测区域突出危险性技术

为了提高突出煤层区域突出危险性预测的工作效率,缩短预测时间,基于钻孔径向稳定场瓦斯压力分布规律建立瓦斯流动力学数理模型,通过能量守恒定律对单位体积瓦斯从钻孔瓦斯源位置流动到钻孔位置的能量变化进行分析,提出穿层钻孔瓦斯流量的平方值可以表示成煤层瓦斯压力的二次多项式形式。依据高鑫煤矿现场实测的10组钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯压力的对应值,利用MATLAB软件进行数据拟合,得出抽采钻孔瓦斯流量预测区域突出危险性的临界值,并以此临界值对高鑫煤矿1502工作面进行突出危险性预测,预测结果可靠。     

煤与瓦斯突出及其他瓦斯动力现象的征兆

文内叙述了在矿井气体学和防止煤与瓦斯突出方面的研究成果。求出了巷道瓦斯涌出量与各种因素的关系,介绍了预测和防止突出、防止瓦斯和煤尘的方法。     

煤层钻孔孔壁瓦斯涌出的数值模拟

钻孔周围煤体中的瓦斯流动是一个复杂的非线性物理过程。应用Darcy定律、质量守恒定律建立了钻孔周围煤体中瓦斯不稳定径向流动的数学模型,利用FLAC3D中的有限差分方法对钻孔过程中孔壁瓦斯涌出进行模拟,得到此过程中瓦斯涌出速度、涌出总量与钻孔时间的关系,指出瓦斯涌出总量随着钻孔时间的增加呈3次多项式变化,而流速则呈倒抛物线形分布。研究结果表明,数值模拟能反映煤层瓦斯流动的基本规律,可为实际生产提供参考。     

用巷道顶板动态与钻孔瓦斯涌出动态法预测缩采面突出危险的探讨

根据综采面突出特点与规律，分析突出原因：结合现场考察，论述了用巷道顶板动态与钻孔瓦斯涌出初速度动态法预测缩采面突出危险。     

煤与瓦斯突出的钻孔法预报机理及预测指标探析

根据钻孔法预报煤与瓦斯突出的模型试验，论述了煤体孔周的应力分布规律以及突出的钻孔法预报机理，针对钻屑量和钻孔瓦斯涌出量等预测指标，着重分析了它们与影响突出的诸因素之间的关系以及在实际测试中存在的问题。     

田坝煤矿二号井煤与瓦斯突出规律及预防措施

本通过对二号井发生煤与瓦斯突出情况进行统计分析，找出发生突出的规律，提出预防措施，避免突出造成人身安全事故。     

新型钻孔瓦斯涌出初速度测定钻杆研究

钻孔瓦斯涌出初速度是用于工作面煤与瓦斯突出危险性预测一项重要指标,普通测定方法操作难度较大,往往影响测量结果的准确性;通过对钻杆进行一些创新,设计出一种新型钻孔瓦斯涌出初速度测定钻杆,确定了钻孔施工工艺和瓦斯涌出初速度测定方法。现场工业性试验表明采用新型测定钻杆能减少测定前的准备时间,封孔效果更好,可实现1个钻孔的多次连续测定,能在规定时间内测定出钻孔瓦斯涌出初速度,测量过程更简便,测量结果更准确。     

利用瓦斯涌出动态指标预测煤与瓦斯突出

文章以理论探讨与现场考察相结合，论述了掘进工作面瓦斯涌出动态与煤与瓦斯突出危险性之间的相互关系。并根据国内外对瓦斯涌出动态指标的初步研究，分析得出Ｖ３０（Ｖ６０）和ＫＶ可作为瓦斯涌出动态预测法的两项主要指标。     

采空区瓦斯涌出规律数值模拟及应用研究

通过建立三维数值模型,对综采面采空区及其上覆岩层内的瓦斯涌出规律进行模拟研究,并对斜沟矿18205综采面进行现场验证。研究结果表明:当采用回风巷及高抽巷同时抽排时,能够使得综采面采空区内的瓦斯向抽采口运移,从而降低瓦斯浓度,同时能够增加采空区漏风深入距离,减少瓦斯涌出量,对煤矿安全生产具有重要意义。     

钻孔施工过程中的煤和瓦斯突出及其防治对策

本文在总结现场一些较典型的钻孔突出资料的基础上,将钻孔突出划分为纯钻孔突出和非纯钻孔突出两大类。对钻孔突出的特点及其影响因素进行归纳和分析,文中指出,需根据打钻地点的煤层地质特征及其突出危险性采取针对性的措施。     

钻孔瓦斯涌出初速度的影响因素与突出预测敏感性分析

只有充分掌握影响钻孔瓦斯涌出初速度的各种因素,不断提高并完善钻孔涌出初速度的测定方法,才能保证钻孔涌出初速度测试结果的真实可靠,使得能够准确掌握采掘工作面煤体的突出危险程度,提高突出危险性预测的安全性和可靠性。