煤的原位瓦斯放散初速度测定装置及方法研究

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作者 薛伟超 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期121-127,共7页

瓦斯放散初速度是鉴定煤与瓦斯突出危险性的重要指标之一。现有研究未将煤的瓦斯放散初速度指标测试与突出鉴定的其他3个指标(煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、煤的坚固性系数)的测试有机结合。现行瓦斯放散初速度测定方法基于AQ 1080—200... 瓦斯放散初速度是鉴定煤与瓦斯突出危险性的重要指标之一。现有研究未将煤的瓦斯放散初速度指标测试与突出鉴定的其他3个指标(煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、煤的坚固性系数)的测试有机结合。现行瓦斯放散初速度测定方法基于AQ 1080—2009《煤的瓦斯放散初速度指标(Δp)测定方法》,测定结果仅反映标准实验条件下瓦斯通过煤粒子向外释放的难易程度,未考虑煤层瓦斯赋存的原位环境,无法准确反映现场煤岩体内部瓦斯向外释放的灾害严重程度。针对上述问题,提出了一种原位瓦斯放散初速度测定装置及方法:采用原始煤块代替煤颗粒,用原始瓦斯成分代替甲烷,增加煤体所处瓦斯压力、应力、温度环境,还原测定的原位环境。对某煤矿煤与瓦斯突出煤层进行原位瓦斯放散初速度测定试验,得出结论:①随着模拟瓦斯放散过程的进行,瓦斯放散流量逐渐减小,随时间大致呈负指数变化规律。用瓦斯流量表征原位瓦斯放散初速度,则Δp_(QA)=7.1 mmHg,Δp_(QI)=2.9 mmHg。②随着模拟放散过程的进行,放散空间内的瓦斯压力逐渐增大,放散瓦斯压力增大速度逐渐减小,瓦斯压力随时间变化大致呈对数函数关系。用放散瓦斯压力表征原位瓦斯放散初速度,则Δp_(QA)=25 mmHg,Δp_(PI)=26.6 mmHg,Δp_(PD)=11 mmHg。测定结果可综合反映煤层赋存的双重孔隙结构、煤体的力学特性、煤体内瓦斯的赋存能量、煤层赋存的地应力和温度等原位环境,真实反映煤矿井下发生突出危险性程度。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 突出危险性鉴定 瓦斯放散初速度 原位环境 放散瓦斯压力 放散瓦斯流量

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钻孔瓦斯动态涌出规律的实验研究 被引量：8

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作者 韩颖 张飞燕 +2 位作者 余伟凡 杨程涛 蒋承林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1874-1878,共5页

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... 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层突出危险程度的变化规律。 展开更多

关键词 钻孔 瓦斯 涌出初速度 动态测试技术 低指标突出

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水分对不同煤阶煤瓦斯放散初速度的影响 被引量：24

3

作者 陈向军 程远平 王林 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第12期62-65,共4页

为提高矿井煤与瓦斯突出预测的准确性,对经过干燥处理的不同含水量的无烟煤、焦煤和长焰煤的瓦斯放散初速度进行了测定。结果表明:水分对无烟煤、焦煤和长焰煤的瓦斯放散初速度均有影响,同一煤阶煤样的水分越大,瓦斯放散初速度越小;且... 为提高矿井煤与瓦斯突出预测的准确性,对经过干燥处理的不同含水量的无烟煤、焦煤和长焰煤的瓦斯放散初速度进行了测定。结果表明:水分对无烟煤、焦煤和长焰煤的瓦斯放散初速度均有影响,同一煤阶煤样的水分越大,瓦斯放散初速度越小;且瓦斯放散初速度随水分增加呈指数式减小,水分减小了煤样的瓦斯吸附量是造成瓦斯放散初速度减小的根本原因;水分对无烟煤瓦斯放散初速度影响最大,长焰煤居中,焦煤最小,其原因为不同煤阶煤的孔隙特性不同。 展开更多

关键词 水分 瓦斯放散初速度 突出煤层 孔隙特性 吸附量

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导气管阻力特性对钻孔瓦斯涌出初速度的影响 被引量：11

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作者 高建良 尚宾 张学博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1869-1873,共5页

建立了瓦斯在煤层运移、向测量室涌出、测量室瓦斯压力变化、瓦斯沿导气管流出的数学模型。利用有限差分法解算了测量室动态压力边界条件下钻孔周围煤层瓦斯流动、得到测量室瓦斯压力变化及钻孔瓦斯流量随时间的变化规律。分析了导管阻... 建立了瓦斯在煤层运移、向测量室涌出、测量室瓦斯压力变化、瓦斯沿导气管流出的数学模型。利用有限差分法解算了测量室动态压力边界条件下钻孔周围煤层瓦斯流动、得到测量室瓦斯压力变化及钻孔瓦斯流量随时间的变化规律。分析了导管阻力对钻孔瓦斯流量的影响。结果表明:导气管的长度、材质和管径不同时,测定的钻孔瓦斯流量最大值出现的时间、大小不同;导管管径对测定值的影响最大;导气管摩擦风阻越小,钻孔瓦斯流量越大,测得的瓦斯涌出初速度越大。 展开更多

关键词 导气管 钻孔 瓦斯涌出初速度 测量室 瓦斯流量

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拱顶罐收油过程中油气扩散排放的数值模拟 被引量：14

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作者 王兆利 黄维秋 +3 位作者 纪虹 赵晨露 李丽 张齐正 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期371-378,共8页

拱顶罐收油过程中油品蒸发及油气扩散排放规律对环境污染控制及损耗评估具有重要意义。基于VOF模型、扩散传质模型和RNGk-ε湍流模型,对5000m^3拱顶油罐底部装汽油进行数值模拟研究,分析比较了不同装油速度、不同油罐初始油气质量分数下... 拱顶罐收油过程中油品蒸发及油气扩散排放规律对环境污染控制及损耗评估具有重要意义。基于VOF模型、扩散传质模型和RNGk-ε湍流模型,对5000m^3拱顶油罐底部装汽油进行数值模拟研究,分析比较了不同装油速度、不同油罐初始油气质量分数下,罐内油气扩散及蒸发损耗规律。结果表明,增加装油速度,汽油蒸发率减小,损耗率变化不大,约为0.022%;增加油罐初始油气质量分数,汽油蒸发率减小,损耗率增大。建议API(美国石油学会)拱顶油罐收油蒸发损耗评估公式中考虑装油速度和初始油气质量分数的影响。 展开更多

关键词 拱顶罐 装油速度 初始油气质量分数 数值模拟 排放规律

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不同煤体结构煤的瓦斯放散特征及其影响机理 被引量：13

6

作者 张小东 李朋朋 张硕 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第9期93-98,共6页

为了探讨不同破坏程度煤的瓦斯初始放散的差异性及其控制机制,以潞安矿区王庄矿为例,对不同粒度的原生结构煤和构造煤的瓦斯放散初速度ΔP进行了测试,借助于孔隙性、接触角测试结果,探讨了粒度、表面张力对ΔP的影响机理。研究发现：构... 为了探讨不同破坏程度煤的瓦斯初始放散的差异性及其控制机制,以潞安矿区王庄矿为例,对不同粒度的原生结构煤和构造煤的瓦斯放散初速度ΔP进行了测试,借助于孔隙性、接触角测试结果,探讨了粒度、表面张力对ΔP的影响机理。研究发现：构造的破坏作用对煤的吸附/解吸、扩散性具有较大的影响：吸附孔隙增多,煤基质的表面张力增大,吸附能力增强,不利于气体的解吸;大孔径段的开放孔数量增多,有利于气体的扩散;煤体破坏程度与ΔP的对应关系在某一粒度段（0.75-0.90 mm）呈现相反的对应关系;不同破坏程度的煤、粒度对瓦斯放散初速度的影响主要是通过孔、裂隙性的影响权重变化而作用的,即当煤屑粒径大于0.90 mm,裂隙系统成为影响瓦斯放散的主要因素;粒径小于0.75 mm,孔隙含量成为主因。研究结果对于煤与瓦斯突出机理及防治具有一定的理论意义。 展开更多

关键词 构造煤 瓦斯放散初速度 孔裂隙性 煤与瓦斯突出

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煤与瓦斯突出工作面掘进速度的合理控制 被引量：9

7

作者 杜江明 徐晓萌 +3 位作者 李振 张小刚 张慧 曹旭 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第12期43-45,共3页

通过对掘进工作面前方应力分布状况进行力学分析，并结合平煤十矿现场情况研究了煤与瓦斯突出预测指标和掘进速度的变化相关性，讨论工作面掘进速度的合理控制。分析认为：掘进速度必须能较好-9应力释放速度同步，才能使巷道安全掘进；... 通过对掘进工作面前方应力分布状况进行力学分析，并结合平煤十矿现场情况研究了煤与瓦斯突出预测指标和掘进速度的变化相关性，讨论工作面掘进速度的合理控制。分析认为：掘进速度必须能较好-9应力释放速度同步，才能使巷道安全掘进；平煤十矿己15—24080掘进工作面的最佳掘进速度应控制在1．3～1．4m／d，为提高巷道掘进效率和促进煤矿安全生产提供依据。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 掘进速度 应力分布 钻孔瓦斯涌出初速度 钻屑量

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混煤质量比对吸附常数及放散初速度的影响 被引量：6

8

作者 李树刚 赵鹏翔 +3 位作者 林海飞 潘宏宇 成连华 魏宗勇 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第5期586-589,共4页

为了揭示煤吸附常数及其放散初速度与混合煤样质量比变化的关系,采用流体力学的理论知识,分析了动力粘性系数与气体压力之间的关系,并按照不同的质量比制作出混合煤样.运用Langmuir单分子层吸附理论,对硬煤和软煤处于不同质量比条件下... 为了揭示煤吸附常数及其放散初速度与混合煤样质量比变化的关系,采用流体力学的理论知识,分析了动力粘性系数与气体压力之间的关系,并按照不同的质量比制作出混合煤样.运用Langmuir单分子层吸附理论,对硬煤和软煤处于不同质量比条件下混合煤样吸附甲烷特性的影响进行了实验研究.研究结果表明:孔隙气体压力随孔隙气体粘性系数而变大,而且在软煤质量和其上部硬煤质量近似相等时,吸附常数a及放散初速度ΔP达到最大值,吸附常数b达到最小值.这一发现充分说明了在这种情况下,煤体对甲烷的吸附量及其压力均达到最大值,一旦扰动此类煤体,便会形成很大的压力梯度,发生大量的瓦斯涌出. 展开更多

关键词 混煤 质量比 瓦斯 吸附常数 放散初速度 流体力学 动力粘性系数 孔隙压力

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吸附平衡时间对瓦斯放散初速度的影响 被引量：7

9

作者 谭蓉晖 王兆丰 杨宏民 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第5期46-48,共3页

安全生产行业标准AQ 1080—2009《煤的瓦斯放散初速度指标(Δp)测定方法》中规定的煤样吸附时间为90 min,为了验证该标准在具体应用中的局限性,选用5个煤矿挥发分相差较大的煤样进行瓦斯放散初速度测定试验,分析了吸附平衡时间对瓦斯放... 安全生产行业标准AQ 1080—2009《煤的瓦斯放散初速度指标(Δp)测定方法》中规定的煤样吸附时间为90 min,为了验证该标准在具体应用中的局限性,选用5个煤矿挥发分相差较大的煤样进行瓦斯放散初速度测定试验,分析了吸附平衡时间对瓦斯放散初速度的影响,研究了不同变质程度煤样的吸附平衡时间对瓦斯放散初速度的影响规律。试验结果表明:煤的挥发分越低,所需的吸附平衡时间越长,瓦斯放散初速度的测值越高;瓦斯放散初速度受吸附平衡时间的影响较大,吸附平衡时间超过90 min后,瓦斯放散初速度仍在不断增加,最终趋于稳定。最后通过试验分析了现用标准对不同煤种的适用性,说明《煤的瓦斯放散初速度指标(Δp)测定方法》规定的吸附时间具有一定局限性,尤其对于高变质程度的煤样,其测值达不到吸附饱和值的要求,应适当延长吸附平衡时间。 展开更多

关键词 瓦斯放散初速度 吸附平衡时间 变质程度 挥发分

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不同变质程度煤体破碎度对瓦斯放散初速度的影响 被引量：18

10

作者 贾东旭 孙景来 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第8期68-70,共3页

为分析煤矿开采中煤体破碎度对瓦斯放散初速度的影响,以便从该角度研究煤与瓦斯突出的难易程度,研究了不同变质程度煤样粒径的改变对其瓦斯放散初速度的影响。结果表明,煤样的瓦斯放散初速度随粒径的增大呈幂函数关系减少,即煤体的破碎... 为分析煤矿开采中煤体破碎度对瓦斯放散初速度的影响,以便从该角度研究煤与瓦斯突出的难易程度,研究了不同变质程度煤样粒径的改变对其瓦斯放散初速度的影响。结果表明,煤样的瓦斯放散初速度随粒径的增大呈幂函数关系减少,即煤体的破碎度越大,瓦斯放散初速度越大,同时这种增大的趋势随粒径的增大而变得越来越小;且煤样的变质程度越高,煤样粒径对瓦斯放散初速度影响就越大;普氏系数小的煤样瓦斯放散初速度受煤样粒径改变的影响较大。 展开更多

关键词 煤体破碎度 瓦斯放散初速度 粒径 变质程度 普氏系数

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利用速度法预测矿井新盘(采)区瓦斯涌出量的研究 被引量：4

11

作者 赵益芳 张兆瑞 李有忠 《太原理工大学学报》 CAS 2001年第4期347-351,共5页

以潞安矿务局五阳矿南峰扩区为例 ,探讨了利用速度法预测矿井新盘 (采 )区瓦斯涌出量的方法 ,对制定瓦斯防治方案 。

关键词 初速度法 瓦斯涌出量 矿井盘区

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煤巷掘进突出预测指标研究 被引量：8

12

作者 刘操 张澜涛 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第2期146-149,共4页

针对煤巷掘进煤与瓦斯突出严重,预测指标不可靠等问题,对新密矿区大平煤矿16121下巷掘进工作面预测指标进行了试验研究.通过现场连续测定瓦斯涌出初速度q,钻屑量S值,钻屑解吸量Δh2和煤体温度T等指标,对比分析指标间关联、指标数值区间... 针对煤巷掘进煤与瓦斯突出严重,预测指标不可靠等问题,对新密矿区大平煤矿16121下巷掘进工作面预测指标进行了试验研究.通过现场连续测定瓦斯涌出初速度q,钻屑量S值,钻屑解吸量Δh2和煤体温度T等指标,对比分析指标间关联、指标数值区间分布特征、预测可靠敏感程度等,得出了该矿区煤巷掘进突出预测敏感指标及其临界值,并提出了影响突出危险预测指标可靠性的几点认识. 展开更多

关键词 预测指标 瓦斯涌出初速度 钻屑量 钻屑解吸量

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连续流量法中钻屑与瓦斯动态分离技术 被引量：1

13

作者 王公达 蒋承林 吴爱军 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第2期176-180,共5页

针对钻孔瓦斯涌出初速度法存在的问题,提出了钻屑与瓦斯动态分离技术,采用了理论分析、正交实验与单指标极差分析的方法对瓦斯泄漏量的运移规律与影响因素、泄漏率曲线进行了研究.研究结果表明:钻屑与瓦斯动态分离技术在工程实践中具有... 针对钻孔瓦斯涌出初速度法存在的问题,提出了钻屑与瓦斯动态分离技术,采用了理论分析、正交实验与单指标极差分析的方法对瓦斯泄漏量的运移规律与影响因素、泄漏率曲线进行了研究.研究结果表明:钻屑与瓦斯动态分离技术在工程实践中具有可行性;影响瓦斯泄漏量的因素包括钻屑封堵段的长度、钻屑封堵段的直径、煤屑粒径、钻孔涌出瓦斯的总流量和煤电钻的转速,其中煤屑粒径的重要性大于煤电钻转速,远大于封闭段长度.研究结论对于钻孔瓦斯涌出初速度法的改进有一定的参考价值和指导意义. 展开更多

关键词 突出预测 钻孔瓦斯涌出初速度法 连续流量法 钻屑与瓦斯动态分离技术 正交试验 单指标极差分

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水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响 被引量：3

14

作者 高华礼 孙海涛 +2 位作者 戴林超 何明川 朱墨然 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第2期7-10,共4页

为探索水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响,选用粒径小于0.18 mm和0.18~0.25 mm、二者质量比为1∶1的煤粉作为骨料,水泥为黏结剂,水为溶解剂,在不同条件(成型压力、含水率)下压制突出煤相似材料。利用岩石三轴试验机、... 为探索水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响,选用粒径小于0.18 mm和0.18~0.25 mm、二者质量比为1∶1的煤粉作为骨料,水泥为黏结剂,水为溶解剂,在不同条件(成型压力、含水率)下压制突出煤相似材料。利用岩石三轴试验机、瓦斯放散初速度测定仪测定突出煤相似材料的单轴抗压强度及瓦斯放散初速度,获得了不同条件下突出煤相似材料单轴抗压强度和瓦斯放散初速度的变化规律。实验结果表明:当含水率为12%~20%时,配制出的突出煤相似材料单轴抗压强度随含水率的增大呈现先增大后减小的趋势;当含水率达到16%时,其单轴抗压强度达到最大值8.99 MPa;当含水率为20%时,成型压力越大,突出煤相似材料成型后密实度越大、脱模后的试件含水率越低,单轴抗压强度越大;突出煤相似材料的瓦斯放散初速度随含水率的增大而减小。 展开更多

关键词 突出煤相似材料 含水率 成型压力 单轴抗压强度 瓦斯放散初速度

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64mm防暴弹空中定点爆炸电子引信系统设计 被引量：3

15

作者 雍安浩 刘斌胜 +1 位作者 段昱辰 刘正 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第7期992-997,共6页

针对现有64 mm防暴弹火药延期时间固定、发射初速度恒定,致使在使用中不能发挥最佳的作战效能的问题,采用外弹道分析计算的方法,设计一种控制64 mm防暴弹炸点的电子引信系统.结果表明:空中定点爆炸电子引信系统能够通过计算到达空间预... 针对现有64 mm防暴弹火药延期时间固定、发射初速度恒定,致使在使用中不能发挥最佳的作战效能的问题,采用外弹道分析计算的方法,设计一种控制64 mm防暴弹炸点的电子引信系统.结果表明:空中定点爆炸电子引信系统能够通过计算到达空间预定位置的发射角及对应时间,实现对防暴弹射程内的任意位置引爆的控制.通过实验分析,空中定点爆炸电子引信系统弥补了现有64 mm系列防暴弹存在的不足. 展开更多

关键词 电子引信 空中定点爆炸 装定仪 外弹道规律 防暴弹 发射角 发射初速度 装定时间

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水分对不同变质程度煤瓦斯放散初速度的影响研究 被引量：3

16

作者 秦兴林 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1063-1067,共5页

为研究不同质量分数水分对煤体瓦斯放散特征的影响规律,选取3种不同变质程度的典型煤样,测试了水分作用下的煤体瓦斯放散初速度,并结合扫描电镜和压汞法研究了煤体孔裂隙分布特征,阐明了水分对煤体瓦斯放散初速度的微观影响机理。结果表... 为研究不同质量分数水分对煤体瓦斯放散特征的影响规律,选取3种不同变质程度的典型煤样,测试了水分作用下的煤体瓦斯放散初速度,并结合扫描电镜和压汞法研究了煤体孔裂隙分布特征,阐明了水分对煤体瓦斯放散初速度的微观影响机理。结果表明:水分对煤体瓦斯放散初速度起到了明显的抑制作用,煤阶越高,水分的影响程度越大;水分对褐煤、烟煤和无烟煤瓦斯放散初速度影响规律的差异性与煤体孔隙分布有关;随水分质量分数增加,褐煤瓦斯放散初速度表现为先快速降低后缓慢减小,烟煤Δp呈线性衰减,无烟煤则表现为先小幅降低后急剧下降。 展开更多

关键词 安全工程 水分 煤阶 孔隙分布 瓦斯放散初速度

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注气增产对煤层突出危险性的方差分析

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作者 李国柱 《中国煤炭》 2019年第4期110-113,共4页

为了探究注气开采煤层气后煤层突出危险性发生的变化,以煤的瓦斯放散初速度ΔP作为重要指标,开展了常压吸附下CO_2和CH_4的放散试验。得到在CO_2纯气体下,白龙山煤矿煤样瓦斯放散初速度ΔP为39.5 mmHg,是纯CH_4气体下ΔP(18.6 mmHg)的... 为了探究注气开采煤层气后煤层突出危险性发生的变化,以煤的瓦斯放散初速度ΔP作为重要指标,开展了常压吸附下CO_2和CH_4的放散试验。得到在CO_2纯气体下,白龙山煤矿煤样瓦斯放散初速度ΔP为39.5 mmHg,是纯CH_4气体下ΔP(18.6 mmHg)的两倍多。单因素方差分析结果表明,检验统计量F值为7.18,处于显著影响数值范围内,进一步证实了不同CO_2浓度对煤层突出危险性的显著性。 展开更多

关键词 注气增产 煤层突出危险性 放散初速度 方差分析 CO2浓度

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