型煤与原煤全应力–应变过程渗流特性对比研究

 利用自主研制的自压式三轴渗流装置对型煤和原煤试样进行三轴压缩渗流试验,得到不同围压下2种煤样的全应力–应变曲线,并利用流量计和环向引伸计自动采集整个试验过程中煤样的渗流速度和横向变形。从细观损伤力学的观点分析2种煤样不同的破坏形式以及煤样的变形破坏对渗流速度的影响;讨论渗流速度对外部变量的敏感性和煤与瓦斯突出的突发性。研究结果表明,2种煤样的全应力–应变曲线都可以分为5个阶段,并与渗流速度–轴向应变曲线具有良好的对应关系。由于型煤与原煤的结构特性不同,致使2种煤样受力以后具有不同的损伤机制,渗流速度–轴向应变曲线差异较大,尤其在破坏阶段。型煤变形主要在前2个阶段影响煤的渗流特性,而原煤在整个试验过程中都受影响;型煤的渗流速度对轴向压力和轴向变形最敏感,而原煤的渗流速度对体积变形和横向变形比较敏感。原煤全应力–应变–渗流试验的5个阶段可以较好地解释煤与瓦斯突出过程的准备、发动、发展和终止4个阶段,可以间接地利用煤体瓦斯渗流速度变化进行煤与瓦斯突出预测预报。研究结果对探索煤层真实的瓦斯运移规律具有一定的参考价值。     

关于重庆地区煤层气资源开发利用相关问题的探讨

煤层气的开发和利用对改善煤矿安全生产、保护生态环境、缓解能源的供需矛盾等，都具有十分重要的现实意义。本文根据重庆地区煤层气赋存条件，在分析主要矿区煤层气储层煤体的微观结构、渗透率、等温吸附特性、煤层压力以及煤层的含气量等特征的基础上，指出重庆地区煤层气开采方式应以井下煤层抽放和采空区抽放为主，辅以地面钻孔抽放。针对目前各个矿区煤层气的开发利用现状，为重庆地区下一步煤层气的开发利用提出了可行的建议。     

重庆市工伤保险费率机制的探讨

通过调查重庆市1998～2000年39个行业共102家企业工伤情况,分析了该市的工伤保险费率体系。此次调查对象可被划分为12个风险等级,据此形成的差别费率最高值为7.0%,最低值为0.2%。调查分析结果可供相关管理机构和企事业单位参考。     

缓倾斜煤层矩形采空区地表沉陷盆地模型

分析了开采沉陷预测的典型曲线法和剖面函数法的不足之处,依据基于实测资料基础上的缓倾斜煤层矩形采空区地表沉陷盆地的特征,运用空间解析几何理论建立了普遍适用于缓倾斜煤层矩形采空区地表沉陷盆地的椭圆幂函数三维模型、沉陷盆地的走向和倾向主断面模型。应用实例表明该模型符合实际,用MATLAB可做出模型的三维图。     

近距离下行逐层开采底板应变时空差异特征

为了研究近距离煤层群下行逐层开采条件下底板裂隙岩体的应力-应变演化过程,采用相似材料模拟实验方法,结合渝阳煤矿M7、M8煤层的实际地质条件进行模拟分析,获得了一次采动与二次采动条件下煤层群底板应变时空差异特征,并进行了数值模拟验证。研究表明:一次采动条件下,距开切眼较近(减压区范围)与较远的底板岩层分别经历"低应力压缩-卸压膨胀-膨胀稳定"与"高应力压缩-卸压膨胀-重新压实"两个不同应变演化过程。空间上,随工作面推进,底板岩层应变变化量经历由"S"形向"驼峰"状分布曲线过渡的演化过程;二次采动条件下,距开切眼较近位置未出现低应力压缩过程,而是直接出现卸压膨胀然后趋于稳定。空间上,随工作面推进,底板岩层应变变化量经历由拱形分布曲线向"S"形分布曲线过渡的演化过程。两次采动底板各点所经历的应变变化量峰值自开切眼分别呈现"递增"和"∧"形分布。这说明近距离煤层群下行开采过程中,覆岩采空区压实和膨胀区均参与底板应力重新分布过程,应变数值和变化规律与上覆岩层压实范围、原始压力载荷基数、空间边界有关。     

浅埋近距离双厚煤层开采覆岩裂隙发育规律

针对中国神东矿区浅埋近距离双厚煤层开采的工程实际,建立三维物理相似模型、PFC2D数值模型和理论模型,对双厚煤层开采后的覆岩裂隙发育规律进行研究。综合研究表明:上煤层开采后,裂隙带发育高度约为55.5～60.3 m,而下煤层推进约60 m,层间关键层初次断裂,引起上、下采空区连通,并在主关键层断裂以后形成的裂隙直达地表,高度约为146.5～153 m;采动空隙场呈"双拱"形态,并结合关键层理论,将覆岩划分为不规则空隙带和周期性空隙带,以及拱间优势空隙带和拱下微空隙带;提出了近距离双煤层开采综合采厚的计算方法,结合修正的综放开采裂隙带发育高度预计公式,可进行近距离双厚煤层裂隙带发育高度计算。研究成果揭示了浅埋双厚煤层开采后地表-上采区-下采区的漏风机制,并根据采动空隙场分布特点提出了堵风治燃的工程对策,可为类似矿井的防灭火提供借鉴。     

基于危险源理论的煤矿瓦斯爆炸风险评价模型

从固有危险源、诱发危险源和人的因素等3类危险源观点出发，分析了煤矿瓦斯爆炸事故的主要影响因素，构建了瓦斯爆炸危险源风险预警指标体系.应用模糊数学综合评价方法建立了相应的数学评价模型，对矿井瓦斯爆炸危险源进行动态风险评价，确定了矿井发生事故的危险等级，有利于矿井及时采取合理的预警预控措施.最后，结合重庆市中梁山南矿5个采煤工作面的实际情况，进行了采煤工作面危险源风险预警评价，验证了风险评价模型的合理性.     

顺层深孔预裂爆破瓦斯预抽的试验研究

高瓦斯低透性煤层的瓦斯抽放,一直是煤矿安全生产过程中的重大技术难题。通过深孔预裂爆破强化预抽高低透性煤层瓦斯的效果考察与分析,讨论了爆破影响半径、煤层瓦斯抽放率等内容。生产实践检验,顺层深孔预裂爆破达到了快速抽放、预防突出、保障安全生产的目的。     

原煤和型煤吸附-解吸瓦斯变形特性对比研究

基于不同瓦斯压力条件下的原煤和型煤吸附-解吸瓦斯变形全过程试验,研究了2种煤样在吸附-解吸瓦斯过程中的变形规律.结果表明:原煤在不同瓦斯压力下的吸附-解吸瓦斯全过程应变曲线可划分为6个阶段,而型煤为3个阶段;以时间为参照变量,2种煤样吸附膨胀和解吸收缩应变曲线均具有朗格缪尔方程形式;原煤吸附膨胀和解吸收缩变形均呈各向异性,而型煤均近似各向同性;2种煤样平衡吸附应变与吸附瓦斯压力关系对朗格缪尔方程均具有拟合效果,平衡解吸应变与原始瓦斯压力呈幂函数关系;2种煤样解吸瓦斯后均存在一定的残余应变;原煤吸附-解吸瓦斯全过程应变曲线的卸压膨胀变形阶段能较好的表征煤与瓦斯突出特性.     

“三软”薄煤层群沿空留巷区段上行式开采研究

为了研究"三软"薄煤层群沿空留巷条件下区段开采顺序对回采巷道的影响,在结合前期现场调查分析、支护研究、室内岩石物理力学参数测定的基础上,利用有限差分法对四川南部地区某煤矿的极近距离"三软"薄煤层群区段下行式或上行式开采顺序进行了数值模拟。研究表明,采用区段下行式开采顺序时,巷道顶板及高帮上侧顶板易发生挤压、剪切破坏,高帮充填带稳定性相对较差,而上行式开采较下行式开采的垂直应力在巷道矮帮0.5 m范围内至少减小1 MPa,剪应力减小1 MPa,产生的水平应力能阻止矮帮充填带向采空区侧滑移,也有利于提高充填带的初期强度。