地应力现场测试及其对煤与瓦斯突出的影响

河南中马村煤矿已发生20多次煤与瓦斯突出,严重影响了该矿的安全生产。采用空心包体应力解除法对该矿煤与瓦斯突出区域进行了地应力测试,测试结果表明最大主应力大致在水平方向,最小主应力大致在铅直方向。采用ANSYS软件建立了该区域的有限元模型,以实测的地应力为作用面荷载,根据合理的边界条件得到了该区域煤层的主应力分布云图,分析了最大主应力对煤与瓦斯突出的影响。     

大平矿瓦斯涌出量主控因素研究

为了查明影响大平矿瓦斯涌出量的主控因素,在现场调研的基础上,系统收集和整理了大平矿二1煤层的瓦斯地质资料,分析了大平矿瓦斯涌出量影响因素,并用瓦斯地质数学模型进行筛选,得出影响瓦斯涌出量的3个主控因素为基岩厚度、煤层厚度和10 m泥岩影响系数(后者为顶板岩性组合特征)。并依据3个因素建模对未采区瓦斯涌出量进行了预测,为煤矿安全生产提供数据。     

变形煤及其吸附-解吸特征研究现状与展望

从变形煤特征、成因、多相介质条件下的吸附-解吸、多元气体的吸附-解吸以及瓦斯吸附-解吸影响因素等方面综述了国内外瓦斯变形煤吸附-解吸研究进展,分析了当前我国变形煤吸附-解吸研究中存在的关键问题和难点,最后对变形煤吸附-解吸的发展趋势和需要解决的问题作了进一步探讨.     

基于组件的瓦斯地质图形图例库的研发

图形图例是信息实现有效传输的基础,对其准确的数字化表达则是实现这一基础的前提条件．本文以矿井瓦斯地质图图例标准为基础,在对点、线、面图例符号的组成元素、几何特征、属性特征等方面进行全面研究后,提取出各类图例符号的概念模型．在此基础上,结合面向对象的思想,并采用组件技术,开发并集成了一套瓦斯地质图例符号矢量库组件．结果证明,该库中的图例符号不但精度高,扩展性强;同时,该库是基于组件思想开发的,所以可方便的整合到不同的系统中．     

利用数量化理论预测瓦斯含量时反应度的取值方法

讨论了数量化理论在进行瓦斯含量预测时类目之反应的取值问题，提出了反应度的概念，并进行了数学证明．用改进后的数量化理论在山东省新汶矿区瓦斯地质规律研究项目中进行应用时，收到了很好的效果．以新汶矿区的斜庄煤矿为例，用反应度的方法对影响瓦斯含量的敏感指标进行了取值，并对该矿11煤层的未采区进行了瓦斯含量预测，经实践性检验，取得了比较可靠的预测结果．     

CH4/CO2不同浓度混合气体的吸附－解吸实验

选择山东菜园矿的气煤和山西古交矿的焦煤的平衡水煤样对不同浓度的CH₄和CO₂混合气体进行了吸附－解吸实验,分析了CH₄和CO₂在吸附－解吸过程中各组分浓度的变化规律,并探讨分析了实验过程中出现高压阶段吸附量小于低压时的原因.结果表明,不同浓度的CH₄和CO₂混合气体的解吸曲线都滞后于吸附曲线;相同条件下,焦煤的吸附量大于气煤的吸附量;CO₂与CH₄浓度之比越大,气体的吸附量越大;吸附过程中,CO₂组分的吸附速率是先快后慢,而CH₄组分的吸附速率先慢后快,解吸时则相反.吸附和解吸平衡时,游离相中的CO₂浓度低于原始混合气体中的CO₂浓度,CH₄浓度高于原始气体中CH₄浓度.实验结果证实了CO₂在与CH₄的竞争吸附中占据优势,注入CO₂可以有效地置换或驱替煤层CH₄,注入CO₂气体的数量越大、相对浓度越高,单位压差CH₄解吸率和CO₂吸附率就越高.     

瓦斯地质量化技术在瓦斯涌出预测中应用

通过瓦斯地质分析,提出煤层围岩透气性、断层复杂程度、褶皱变形复杂程度、煤层倾角复杂程度、顶板岩性、构造煤发育程度的量化方法和计算公式。采用因子分析方法对陶二煤矿2煤层影响瓦斯涌出的瓦斯地质指标进行筛选,确定出3个主因子,建立了瓦斯涌出量预测模型,经过理论和实践验证,模型精度较高,可以用于陶二矿未采区瓦斯涌出的预测。     

瓦斯涌出量预测的GIS系统

针对瓦斯地质数学模型法中数据的动态更新和一致性管理及预测可视化问题,利用MapObjects对地理对象的显示和分析功能,采用C#编程实现瓦斯涌出量等值线自动绘制和地质参数动态分析、取值,建立了基于地理信息系统(GIS)平台的预测模型,达到了空间数据和属性数据相统一的效果;在此基础上开发了可视化的瓦斯涌出量预测系统。该方法具有预测精度高、插值精度高、结果可靠和动态预测可视化的特点,已成功地应用于煤矿区域瓦斯涌出量预测。     

新汶矿区协庄矿11煤层瓦斯含量预测

在协庄矿11煤层已采区采集了30个煤样,测定了每个煤样的瓦斯含量值,绘制了煤厚等值线图、顶板岩性等值线图、顶板30m岩层砂岩比等值线图和已采区瓦斯含量等值线图。以数量化理论为建模工具,运用VisuɑlC++6.0编制了瓦斯含量预测软件,对未采区瓦斯含量进行了预测,并绘制了未采区的瓦斯含量等值线图。