钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标预测突出的应用研究

对钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标进行了理论分析,论述了钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标在预测煤与瓦斯突出危险性应用中的影响因素。在此基础上,提出了一些减小指标测定误差的建议措施。     

突出危险工作面煤体温度变化的研究

针对某矿煤与瓦斯突出灾害预测指标研究不足的问题,利用自行研制的温度传感器装置,对某煤矿突出危险煤层的煤体温度变化进行了现场观测,并与传统的钻屑指标法预测煤与瓦斯突出危险性相结合,分析探讨了突出煤层煤体温度变化的规律,为今后利用煤体温度变化进行突出危险性的预测预报提供了依据。     

钻孔法测定煤体强度的研究

提出了利用打钻过程测定煤体强度的方法，通过实验证明，打钻时的钻削功率值能够反映占削煤体的坚固性系数，二基本上呈线性关系。应用该方法在现场的测定结果符合实际情况，为在现场实测煤体强度提供了一种新的方法。     

钻屑指标变化规律及其在突出预测中的应用

对钻屑指标的原理进行了分析,重点研究钻屑量S和瓦斯解吸指标K1值在实际突出预测中的应用,探寻其在钻孔中的变化规律,并提出测定过程中减少误差的措施与方法.     

煤矿钻屑量与瓦斯解吸指标的测定影响因素研究

现行的煤与瓦斯突出预测方法中最常用的是钻屑指标法,其两个主要参数是钻屑量和解吸指标.在对预测的过程、步骤以及影响预测指标误差的因素进行分析的基础上,提出了从钻孔布置、施工、采样和仪器操作等方面采取一些措施,用以减小或避免测定过程中产生的误差,以便提高预测的准确性和可靠性.     

钻屑指标法在突出掘进工作面的应用

煤与瓦斯突出已经成为严重的矿山灾害之一,目前其常用的预测方法是钻屑指标法,而在预测过程中钻屑量和瓦斯解吸指标的测定准确度是最关键的,合理地选取一个敏感指标临界值,对防突工作很有效果。     

孟津矿钻屑瓦斯解吸指标临界值研究

为了消除石门揭煤过程中煤与瓦斯突出危险性,孟津矿采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2进行预测。通过煤与瓦斯突出能量方程及实验室测定的钻屑解吸强度和瓦斯压力的关系确定出孟津矿瓦斯突出压力临界值,进而推导出钻屑瓦斯解吸指标的临界值Δh2=200 Pa,结果表明:该临界值适合孟津矿,保证了煤矿安全生产。     

顺和煤矿二2煤层钻屑瓦斯解吸指标研究

为了使钻屑瓦斯解吸指标法更为有效地预测顺和煤矿二_2煤层局部工作面煤与瓦斯突出的发生,且得到最为敏感的预测指标,以钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2物理意义为研究基础,结合巴雷尔公式与瓦斯解吸量相等关系推导两钻屑瓦斯解吸指标之间的关系,并提取煤样进行实验室试验,拟合大量数据进一步提高两者的转换精度,并对其K_1与Δh_2的可靠性进行分析。得出结论:钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2呈线性关系,线性常数为0.001 6;其吸附平衡压力与所测钻屑瓦斯解吸指标值呈正相关;对于破坏类型较高的煤体,Δh_2相比K_1具有更高的敏感性和预测的准确性,因此顺和煤矿二_2煤层工作面煤与瓦斯突出的预测更适合选用钻屑瓦斯解吸指标Δh2。     

井下钻孔煤体温度测试仪器的改进和应用

为了满足矿井测温试验的需要,对煤矿井下钻孔测温仪器进行了改进,设计研制了一种便携式、多功能、数字化的测温仪器。该仪器不仅精度高,而且还具有成本低、能耗低等显著特点,并在突出危险煤层进行了现场试验,收到了良好的效果,也为课题的继续进行提供了基础。     

突出口径对煤与瓦斯突出强度影响研究

改进大型煤与瓦斯突出模拟试验装置,增加两个气体压力传感器和两个温度传感器,进行突出口径分别为10mm,30mm,50mm的煤与瓦斯突出模拟试验。试验结果表明:在0.75 MPa瓦斯压力条件下,突出口径为10mm时没有发生煤与瓦斯突出,突出口径为50mm和30mm时发生煤与瓦斯突出,突出煤体质量分别为25.40kg和15.05kg。随着突出口径的减小煤与瓦斯突出的煤量减少,突出强度降低。突出口径的大小影响煤体突出的状态,突出口径越大,煤体突出的距离越远,破坏性也越高。突出后煤样中粒径在1.6~5.0mm范围内的煤颗粒比例减小,而粒径小于0.75mm的煤颗粒比例增加,体现了突出过程中的破碎功,具有较强的粉碎性。突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,煤体中瓦斯的放散受突出口径的影响,使煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同。突出口径越大,瓦斯压力降低越快,瓦斯对煤体的粉碎性越明显,突出强度也越大,突出过程中煤体温度也发生变化,说明突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和突出特性。     

构造煤瓦斯解吸初期特征实验研究

利用自制的煤样瓦斯解吸试验装置,在恒温30 ℃、不同压力、不同粒度条件下,研究平顶山和鹤壁的原生结构煤和构造煤的瓦斯解吸初期速度和解吸量,分析构造煤瓦斯解吸初期的影响因素,建立构造煤瓦斯初期解吸数学模型。实验结果表明：与原生结构煤相比,构造煤瓦斯解吸初期速度更大,其初始解吸速度为1.23~4.20 mL/(g·min),是相同实验条件下原生结构煤的1.36~2.84倍,尤其在前1 min内差别较大;构造煤瓦斯解吸量是一条单调递增的幂函数曲线,0~10 min的瓦斯解吸规律具有分段性,可分为快速解吸段、缓慢解吸段和平稳解吸段,构造煤前10 min瓦斯解吸量可达1 h内解吸总量的60%。分析认为构造煤中大孔和过渡孔的发育程度决定了构造煤瓦斯初期特征;构造煤瓦斯解吸初速度随粒度的减小而增加,但是在极限粒度以下煤粒度对瓦斯初期解吸速度影响较小;瓦斯解吸初速度与吸附平衡压力呈幂指数关系;构造煤瓦斯解吸初期曲线符合文特式。     

煤岩破断与瓦斯运移耦合作用机理的试验研究

利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置及煤与瓦斯突出模拟试验台,对煤岩破断与瓦斯运移耦合作用机理进行了试验分析。研究结果表明：瓦斯运移改变了煤体的力学性质,即降低了含瓦斯煤的强度,加速了其破断进程;在相同围压条件下,瓦斯压力越大,则含瓦斯煤三轴压缩破断程度越高,瓦斯运移通道越多,瓦斯渗流流量则越大;垂直地应力越大,即瓦斯运移越困难的条件下,煤与瓦斯突出强度越大,突出过程中温度下降幅度越大,表明垂直应力越大,煤体破断程度越高,其内部瓦斯解吸量越大,释放出来的能量越多。     

STUDY ON THE METHOD FOR FORECASTING DANGEROUSNESS OF COAL FACE AND HEADING FACE OUTBURST BY TWO TEMPERATURE INDEXES

IntroductionCoalandgasoutburstistheresultofmulti-factorsynthesisactionofgroundstress,gaspressure,coa1androckmechanicspropertiesandsoon.Thegreaterthegroundstressandgaspressureanddegreeofcoaltexturebrokenareandthesmallerthecoalstrengthis,thegreaterthedangerousnessofcoalandgasoutburstwillb.[1'2].Inthelightofmajorfactorstogiverisetothedangerousnessofcoalandgasoutburstinworkingface,choosingappropriatesensitiveindexesanddeterminingitscriticalvaluesaccuratelytoforecastthedan-gerousnessofworkingfaceou…     

石门揭露突出煤层冻结温度场的实验研究

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,设计了室内水泥槽模型煤体冻结实验,分析了注液冻结后水泥槽中煤体温度、物理力学性能与冻结时间的关系。实验表明：槽中煤体形成以冻结管中心为圆心、半径为R沿径向随时间扩展的冻煤圆柱。槽中煤、瓦斯和水三相体最终变成坚硬冻结体,极大提高了其抗压强度和弹性模量等力学性能。实验论证了注液冻结石门...     

煤与瓦斯突出强度能量评价模型

从煤与瓦斯突出过程中能量耗散类型与岩石爆破机理的相似性出发,利用新表面学说和热力学定律分别计算了突出煤体的破碎功和突出瓦斯的膨胀内能,建立了煤与瓦斯突出强度能量评价模型。利用该模型对1960-2010年间38起煤与瓦斯突出强度评价分析表明,一半左右突出的瓦斯膨胀能比破碎功大1~2个数量级,仅用抛出煤体的质量来评价煤与瓦斯突出的强度是不合理的;煤与瓦斯突出强度能量评价模型综合考虑了突出过程中煤体的破碎功与瓦斯膨胀能,将煤与瓦斯突出释放的总能量折合成TNT当量,依据不同数量级TNT当量标准,将煤与瓦斯突出强度类型划分为C类突出（小于1 t的TNT当量值）,B类突出（1~10 t的TNT当量值）和A类突出（大于10 t 的TNT当量值）3类更具合理性。     

煤体破裂过程辐射温度场的研究

利用TVS-2000MKⅡ型红外热像仪对煤体破裂过程的辐射温度场进行了测定,得出了不同类型煤样的红外热像特征,并分析了煤样红外热像特征的影响因素,论证了利用煤体破裂过程中的红外热像特征进行煤与瓦斯突出预测预报的方法。     

煤与瓦斯突出流体多物理参数动态响应试验研究

为进一步认识煤与瓦斯突出后巷道内突出流体的运移传播规律以及突出灾害的防灾减灾机制,以大型物理模拟试验为主,研究了突出流体运动、煤粉堆积、冲击波阵面传播、静压和温度等多物理参数的动态响应特征,建立了突出流体运移模型,并着重分析了突出流体在弧形直角拐弯巷道的运移规律.结果表明:突出煤粉在巷道内堆积呈现出两头多中间少的分布特...     

煤与瓦斯突出过程中影响温度变化的因素分析

利用多元回归分析的方法对煤与瓦斯突出过程中温度变化的影响因素进行了分析,认为在煤体破裂阶段使煤体温度变化的影响因素是地应力,其次是瓦斯压力,然后才是煤体强度,地应力对煤体温度变化的影响大约是瓦斯压力的５～６倍。