混煤孔隙分布规律及其瓦斯吸附特性

针对混煤孔隙分布规律及其瓦斯吸附问题,运用WY-98B瓦斯吸附常数测定仪及ASAP 2020型比表面积及孔隙分析仪,对所选择的典型高瓦斯煤矿的原生结构煤及构造煤制作的混合煤样开展吸附特性测试及孔隙分布测试实验.结果表明:构造煤中的孔隙比表面积较原生结构煤体中的孔隙比表面积增大了82.29%,其中孔隙比表面积随构造煤质量变化呈先增高后降低的变化趋势,并且在构造煤与原生结构煤质量相等的条件下达到最大,同时受混合煤样中构造煤存在的影响导致混合煤样等温吸附量及Langmuir吸附常数的变化随构造煤质量的变化呈现开口向下的二次曲线的变化规律,Langmuir吸附常数随构造煤质量的变化呈现出开口向上的二次曲线的变化规律.实验结果为进一步研究不同条件下煤体的吸附特性提供了理论基础.     

耦合激增科教质量过程化调控机制

为实现科教耦合过程化良性调控激增高教质量与人才能力,本研究以西部某矿业类高校为研究背景,采用现代信息理论,对科学研究与人才培养耦合后能力激增与信息熵的关系、科学研究与人才培养有效耦合蕴含的时间-空间-强度、知识创新与能力、独立与关联3种主要耦合特征进行了探讨,尝试建立具有显示度与贡献度的评价指标体系,通过实践应用与效果评价证实了耦合激增整体与局部质量均取得显著成效。研究证明:时间的持续性和强度的韧性的耦合提升是实现耦合度目标良性提升的关键指标,也是动力学机制发挥持续作用的基本前提,这为探索科教耦合过程调控与教育评价改革新思路提供了科学依据。     

开采不同厚度上保护层对下伏煤层卸压瓦斯渗流特性的影响

为解决开采不同厚度上保护层对下伏煤体卸压瓦斯渗流特性影响的问题.利用自主研制的固气耦合物理相似模拟实验台,对不同条件下上保护层开采时,被保护层卸压瓦斯渗流规律进行了研究.实验结果表明:随着工作面的推进,瓦斯渗流速度的变化趋势经历了由原始渗透性先降低、后升高、再降低、再升高、最后保持不变的过程,采空区瓦斯渗流性最终大于原始渗透性.通过对实验数据整理并拟合曲线,当上保护层开采完毕后,被保护层沿走向方向其渗透率变化曲线呈马鞍形.在保护层间距一定时,采高越大,下伏煤层在采动平衡后相对于原始的瓦斯渗透率增高就越明显,且对下伏煤层的影响范围也越大.     

不同采高上保护层开采卸压效应的UDEC数值模拟研究

利用UDEC软件对不同采高上保护层开采卸压效应进行了数值模拟,得到了在不同采高的上保护层开采时,被保护层在开采过程中的应力和位移变化规律,结果表明：上保护层开采后,采空区下部的被保护层垂直应力随着采高的增加而减小,垂直位移随着采高的增加而升高.为预防煤与瓦斯突出,优化卸压瓦斯抽采系统,提高卸压瓦斯抽采浓度、抽采量以及抽采率提供了一定理论依据.     

覆岩采动裂隙演化形态的相似材料模拟实验

煤层开采后,覆岩采动裂隙演化规律及其形态特征与卸压瓦斯抽采密切相关。通过沿工作面走向及倾向相似材料模拟实验,得到覆岩采动破断裂隙的产生、发展为三阶段演化规律,形态呈"M"状。离层裂隙呈两大阶段、两个层位、三个区间的演化特征,即在主关键层触矸前,分布形态在垮落的最上位亚关键层上部,呈倒"V"状,下部呈"M"状;当主关键层触矸后,主关键层下部离层分布形态呈"M"状,上部少有离层发育。基于此,得到了覆岩采动裂隙演化形态与特征,提出了"采动裂隙圆角矩形梯台带"工程简化模型,为确定卸压瓦斯抽采钻孔参数提供了一定理论依据。     

流固耦合相似材料模拟实验及技术

为了研究煤层开采中的流固耦合问题,在"固-液-气"三相模拟实验台的基础上进一步完善了流固耦合模拟实验平台的应力、位移、渗流测试系统及测试技术。针对富水风积沙层下采煤进行了模拟,实验中的矿压显现规律和潜水渗流规律与实际相吻合,证明了实验过程可信、结论可靠。实验设备和技术的完善突破了传统的单一固体模拟,为地下工程中流固耦合相似模拟实验取得了新进展。     

采空区瓦斯与煤自燃协同防控关键参数研究

采空区瓦斯抽采与煤自燃防控相互影响,工作面配风量、抽采负压和高抽巷位置等参数影响了采空区自燃危险区域范围。通过在天池矿301工作面采空区内布置监测点并分析气体变化,确定了采空区瓦斯与煤自燃灾害协同防控的关键区域。结合瓦斯抽采和采空区煤自燃的耦合作用机制,采用数值模拟和现场实测方法确定了工作面配风量、高抽巷位置以及推进度等主要关键参数。研究结果表明:当工作面配风量为3 000~3 500 m3/min,推进度为1.39~6.84 m/d,高抽巷与顶板垂距为30 m,与回风巷平距为25 m,抽采负压为14.5~17.5 k Pa时,既能确保抽采效果,也可有效地防止采空区煤自燃。     

矿山压力变化的采场瓦斯涌出特征及其管理

含瓦斯厚煤层开采后，矿山压力变化对采场瓦斯涌出规律有决定性作用。根据靖远煤业公司魏家地矿110综放面以及韩城局桑树坪矿3307综采面的矿压观测和瓦斯监测结果，得到了基于矿山压力变化的采场瓦斯涌出特征，并提出设置顶板瓦斯排放巷是周期来压时管理采场瓦斯的重要方法．为有效防治瓦斯事故以及合理抽取利用瓦斯资源提供了理论依据和技术支持。     

煤矿安全能力及其系统构建

借鉴企业能力理论的研究成果,对企业安全能力的概念进行了探讨,并在此基础之上,结合煤炭行业的安全生产特点,对煤矿安全能力系统的资源、构成以及影响因素进行了分析,提出了煤矿安全能力的系统结构模型,为煤炭企业构建本质安全矿井奠定了一定的理论基础.     

Winkler地基上复合关键层模型及其力学特性

利用关键层理论及复合材料结构力学理论,建立Winkler地基上复合关键层模型;对复合关键层力学性能进行分析,计算复合关键层破断距;引入复合关键层抗挠刚度D*,分析复合关键层下煤体的支承压力,并计算复合关键层下煤层极限平衡区宽度。利用FLAC模拟软件对复合关键层与非复合关键层结构模型进行数值分析。研究结果表明:D*越大,则支承压力衰减系数越小,相对煤层支承压力越大;复合关键层的初次破断距与周期破断距分别为75 m和34 m,非复合关键层的初次破断距与周期破断距分别为45 m和20 m;关键层的复合效应使其破断距显著变大,其对应工作面前方煤体的支承压力峰值也相应增加,分别为28 MPa与18 MPa,关键层的复合效应使其工作面支承压力峰值明显增大,其分区范围及煤体变形也相应增大,有效揭示了关键层的复合效应。