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渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究
被引量：
1
1
作者
王明中
孙玉宁
郝富昌
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期109-115,共7页
准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周...
准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15~20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响瓦斯运移,巷道预排瓦斯等值宽度与排放时间、煤层透气性系数和巷道尺寸呈正比关系,与煤体强度、地应力、支护应力及变质程度呈反比关系;确定了试验巷道排放时间120 d的预排瓦斯等值宽度为11.9 m,瓦斯含量测试结果表明确定的预排瓦斯等值宽度合理可靠。
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关键词
巷道预排瓦斯等值宽度
渗流-应力耦合
塑性软化
扩容特性
瓦斯
运移
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职称材料
煤层巷道预排瓦斯带的流固耦合效应数值模拟
被引量：
5
2
作者
张伟
许开立
雷云
《东北大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期1628-1632,1642,共6页
针对在研究本煤层瓦斯涌出规律时,没有准确方法确定煤层巷道预排瓦斯带宽度的问题,基于瓦斯渗流和煤岩变形理论,建立含瓦斯煤岩体瓦斯渗流方程和煤岩巷道变形场方程,确立了煤层巷道预排瓦斯带流固耦合数学模型,以沁水煤田综掘煤层巷道...
针对在研究本煤层瓦斯涌出规律时,没有准确方法确定煤层巷道预排瓦斯带宽度的问题,基于瓦斯渗流和煤岩变形理论,建立含瓦斯煤岩体瓦斯渗流方程和煤岩巷道变形场方程,确立了煤层巷道预排瓦斯带流固耦合数学模型,以沁水煤田综掘煤层巷道作为实例进行数值模拟计算,研究得出含瓦斯煤岩巷道损伤的时空演化规律.提出基于示踪原理的实测煤层巷道预排瓦斯带宽度的方法,实测考察与数值计算结果具有一致性.研究提出的方法能够解决煤矿工作面瓦斯涌出量预测精度问题.
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关键词
煤层
巷道
瓦斯
预
测
预
排
瓦斯
流固耦合
示踪气体
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职称材料
题名
渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究
被引量：
1
1
作者
王明中
孙玉宁
郝富昌
机构
河南理工大学能源科学与工程学院
河南理工大学安全科学与工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期109-115,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51604092)
河南省自然科学基金资助项目(182300410128)
河南省科技攻关资助项目(182102310828)。
文摘
准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15~20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响瓦斯运移,巷道预排瓦斯等值宽度与排放时间、煤层透气性系数和巷道尺寸呈正比关系,与煤体强度、地应力、支护应力及变质程度呈反比关系;确定了试验巷道排放时间120 d的预排瓦斯等值宽度为11.9 m,瓦斯含量测试结果表明确定的预排瓦斯等值宽度合理可靠。
关键词
巷道预排瓦斯等值宽度
渗流-应力耦合
塑性软化
扩容特性
瓦斯
运移
Keywords
pre-drainage gas width of roadway
seepage-stress coupling
plastic softening
dilatancy
gas migration
分类号
TD713 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤层巷道预排瓦斯带的流固耦合效应数值模拟
被引量：
5
2
作者
张伟
许开立
雷云
机构
东北大学资源与土木工程学院
西南石油大学地球科学与技术学院
煤科集团沈阳研究院有限公司
出处
《东北大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期1628-1632,1642,共6页
基金
国家科技重大专项资助项目(2016ZX05067)
辽宁省自然科学基金资助项目(2013020137)
文摘
针对在研究本煤层瓦斯涌出规律时,没有准确方法确定煤层巷道预排瓦斯带宽度的问题,基于瓦斯渗流和煤岩变形理论,建立含瓦斯煤岩体瓦斯渗流方程和煤岩巷道变形场方程,确立了煤层巷道预排瓦斯带流固耦合数学模型,以沁水煤田综掘煤层巷道作为实例进行数值模拟计算,研究得出含瓦斯煤岩巷道损伤的时空演化规律.提出基于示踪原理的实测煤层巷道预排瓦斯带宽度的方法,实测考察与数值计算结果具有一致性.研究提出的方法能够解决煤矿工作面瓦斯涌出量预测精度问题.
关键词
煤层
巷道
瓦斯
预
测
预
排
瓦斯
流固耦合
示踪气体
Keywords
seam roadway
gas prediction
pre-exhaust gas
flow solid coupling
tracer gas
分类号
TD712.5 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究
王明中
孙玉宁
郝富昌
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
煤层巷道预排瓦斯带的流固耦合效应数值模拟
张伟
许开立
雷云
《东北大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
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职称材料
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