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多气体组分环境下原位保压煤样瓦斯压力衰减特性及演化规律
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作者 高明忠 季冰 +4 位作者 李永程 宋杰 谢晶 郝海春 王智鹏 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期87-101,共15页
深部煤层原位瓦斯压力的精确测定对煤矿安全生产至关重要。然而传统取心测压技术,较少考虑煤层内气体成分的复杂性,忽略了取心过程中煤样自由体积的扩张对原位瓦斯压力的影响,从而降低原位瓦斯压力测定的准确性。基于深部煤层保压保瓦... 深部煤层原位瓦斯压力的精确测定对煤矿安全生产至关重要。然而传统取心测压技术,较少考虑煤层内气体成分的复杂性,忽略了取心过程中煤样自由体积的扩张对原位瓦斯压力的影响,从而降低原位瓦斯压力测定的准确性。基于深部煤层保压保瓦斯取心技术理念,聚焦于取心后煤样自由体积扩张导致的瓦斯压力重平衡过程,自主研发原位保压煤样多气体组分解吸系统,系统开展了多气体组分环境下的保压煤样解吸试验,揭示了不同气体组分对原位瓦斯压力动态演化的影响机制。结果表明:①保压取心整个过程中瓦斯压力变化可分为初始吸附平衡阶段、变体积阶段和解吸平衡阶段,而变体积阶段是瓦斯压力变化的主要阶段,压力衰减速率随体积扩张逐渐减小;②瓦斯压力变化受取心体积扩张程度、初始吸附量及气体竞争吸附的共同影响,自由体积扩张将导致气体分子间平均自由程增加,进而减弱了分子间的碰撞频率与强度,促使瓦斯压力下降;③强吸附性气体(如CO_(2))的存在对保压煤样的瓦斯压力衰减具有缓冲作用,而弱吸附性气体(如N_(2))则加速瓦斯压力下降;④保压煤样取心过程中,CO_(2)的竞争吸附特性显著调控瓦斯压力的变化,CH_(4)主导初期瓦斯压力变化,N2在低压阶段解吸量增加。研究结果可为深部煤层保压取心瓦斯压力准确获取提供一种新方法,为煤矿瓦斯抽采达标评判和防突措施效果检验提供技术支撑。 展开更多
关键词 深部煤层 多气体组分 解吸规律 瓦斯压力 试验系统
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基于瓦斯量补偿的煤层瓦斯压力确定方法研究
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作者 吴宽 王兆丰 +3 位作者 李守一 刘军 陈勇 王俏 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第10期165-173,共9页
煤层残余瓦斯压力是区域防突效果检验的关键指标之一,采用井下钻孔对其进行直接测定时成功率较低,因此普遍采用朗格缪尔方程间接计算获得,但该过程测试参数多、周期长、误差较大。为了更加准确快捷地获取煤层残余瓦斯压力,在理论分析基... 煤层残余瓦斯压力是区域防突效果检验的关键指标之一,采用井下钻孔对其进行直接测定时成功率较低,因此普遍采用朗格缪尔方程间接计算获得,但该过程测试参数多、周期长、误差较大。为了更加准确快捷地获取煤层残余瓦斯压力,在理论分析基础上,使用自主搭建的定量补气装置进行试验罐的瓦斯量定量补偿和煤层瓦斯压力测定,对比分析试验测得的煤层瓦斯压力与理论计算煤层瓦斯压力、现场实测煤层瓦斯压力。结果表明:在恒温(与煤层温度一致)下,补偿瓦斯量后,试验罐内的瓦斯压力呈现急剧上升-缓慢下降-平衡稳定的变化特征,试验测得的煤层瓦斯压力与理论计算煤层瓦斯压力相对误差为4.46%~9.21%,与现场实测煤层瓦斯压力相对误差为2.73%~5.56%。相比朗格缪尔方程间接计算法,该方法可排除温度与水分对测压结果的影响,测试参数少,测试时间短;与井下钻孔直接测压相比,该方法无需封孔,不受测压地点限制。研究结果可为煤矿准确快捷获取预抽煤层残余瓦斯压力提供一种新方法,为煤矿瓦斯抽采达标评判和防突措施效果检验提供技术支撑。 展开更多
关键词 残余瓦斯压力 预抽煤层 瓦斯 定量补偿 确定方法
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三轴条件下递增瓦斯压力和煤样孔隙结构对瓦斯解吸-渗流影响研究
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作者 蔡雨初 李树刚 +3 位作者 孔祥国 杨送瑞 季鹏飞 和递 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第2期305-316,共12页
煤体孔隙结构是影响矿井瓦斯抽采的根源因素,而瓦斯抽采涉及瓦斯解吸-渗流等运移阶段,因此,研究煤体孔隙结构对三轴原位赋存条件下瓦斯解吸-渗流规律的影响十分必要。通过煤层气流固耦合测试平台,对5种代表性煤样进行解吸-渗流试验,研... 煤体孔隙结构是影响矿井瓦斯抽采的根源因素,而瓦斯抽采涉及瓦斯解吸-渗流等运移阶段,因此,研究煤体孔隙结构对三轴原位赋存条件下瓦斯解吸-渗流规律的影响十分必要。通过煤层气流固耦合测试平台,对5种代表性煤样进行解吸-渗流试验,研究了递增瓦斯压力下不同煤样解吸量和渗流速率随时间的变化规律,分析了解吸量、渗流速率与递增瓦斯压力相关性。结果表明:在轴压4.0 MPa和围压3.5 MPa条件下,5种典型煤样解吸量、渗流速率随时间变化过程均可分为快速增长、缓慢增长和稳定维持阶段;在瓦斯解吸阶段,赵固二矿(ZG)煤样解吸时间远大于其他煤样,但其解吸量远小于其他煤样,主要是其微小孔与中大孔之间的孔喉结构较多,较小孔喉及封闭孔喉占比较大;瓦斯压力从1.5 MPa递增至2.7 MPa,大柳塔(DLT)煤样解吸率增加最大为54%,而ZG煤样解吸率在40%上下波动(幅度小于4%),瓦斯压力对ZG煤样孔隙结构破坏远低于其他煤样;在瓦斯渗流阶段,煤样瓦斯渗流速率随瓦斯压力递增表现为显著的线性正相关,主要是高瓦斯压力对煤样孔隙和裂隙的扩容效应更强,瓦斯渗流速率将决定现场瓦斯抽采效率,而瓦斯解吸量大小将影响瓦斯抽采能力,二者将共同决定瓦斯抽采效果。基于煤样孔隙结构和递增瓦斯压力条件提出三轴煤样瓦斯解吸-渗流机理,对现场瓦斯抽采及瓦斯灾害防治具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 解吸-渗流 瓦斯压力 三轴受载条件 孔隙特征 煤样
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基于保压煤心的瓦斯压力演化规律及其计算方法
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作者 高明忠 宋杰 +6 位作者 崔鹏飞 李永程 王智鹏 周雪敏 李炬 郝宗欣 郝海春 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期18-29,共12页
【目的和方法】煤层原位瓦斯压力是煤矿安全生产以及煤层气资源评估的重要参数。针对现阶段煤层原位瓦斯压力测定周期长、测算结果受多种参数影响等局限,利用自主搭建的保压煤心瓦斯压力演化实验系统,开展了不同含水率下保压煤心等温吸... 【目的和方法】煤层原位瓦斯压力是煤矿安全生产以及煤层气资源评估的重要参数。针对现阶段煤层原位瓦斯压力测定周期长、测算结果受多种参数影响等局限,利用自主搭建的保压煤心瓦斯压力演化实验系统,开展了不同含水率下保压煤心等温吸附和扩容解吸实验,在揭示保压煤样瓦斯压力演化规律的基础上,基于“深部煤层原位保压保瓦斯取心工艺”形成的“煤层原位瓦斯压力”理论计算原理,提出了考虑气体压缩因子与含水率的瓦斯压力计算修正模型,并验证了其可靠性。【结果和结论】结果表明:(1)受高瓦斯压力影响,保压空间内瓦斯压力更容易达到新的平衡,在等温吸附过程中瓦斯压力呈阶段性演化特征,保压煤心瓦斯压力先快速下降至某一值,升压后再逐渐趋于平衡。(2)受煤样介孔为主、微孔孔容较大孔隙特征影响,煤中水分含水率越高,煤对瓦斯的吸附阻力越大,从而导致平衡时间拉长,吸附压降值降低。(3)基于不同含水率保压煤心扩容解吸实验计算了煤样瓦斯压力,各含水率下瓦斯压力计算结果平均相对误差分别为2.22%、1.29%、0.39%、0.80%,可见修正后的瓦斯压力计算方法有较高准确度。提出的瓦斯压力计算新方法有望为煤层原位瓦斯压力测定提供可靠、便捷、精准的计算方法。 展开更多
关键词 保压保瓦斯取心 含水率 原位瓦斯压力 压力计算 压力演化
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基于M-Ⅱ型瓦斯压力测定仪+套管法的穿多煤层测定瓦斯压力技术 被引量:8
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作者 王法凯 蒋承林 +1 位作者 公衍伟 黄鑫业 《工矿自动化》 2011年第3期1-5,共5页
针对穿多煤层条件下测定煤层瓦斯压力时存在的钻孔封孔段密闭问题、所穿多煤层段松软孔壁垮塌问题以及由于多煤层孔壁裂隙连通造成的压力区分问题,提出了一种基于M-Ⅱ型瓦斯压力测定仪+套管法的穿多煤层测定瓦斯压力技术,阐述了该技术... 针对穿多煤层条件下测定煤层瓦斯压力时存在的钻孔封孔段密闭问题、所穿多煤层段松软孔壁垮塌问题以及由于多煤层孔壁裂隙连通造成的压力区分问题,提出了一种基于M-Ⅱ型瓦斯压力测定仪+套管法的穿多煤层测定瓦斯压力技术,阐述了该技术的原理及工艺,介绍了该技术在某煤矿煤层瓦斯压力测定中的具体应用。经煤层瓦斯压力间接计算法检验可知,该穿多煤层测定瓦斯压力技术能够准确、快速地测定煤层原始瓦斯压力,效果良好。 展开更多
关键词 煤矿 多煤层 瓦斯压力 瓦斯压力测定仪 套管法
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涌水条件下的下向钻孔煤层瓦斯压力测定技术 被引量:6
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作者 赵晶 《中国煤炭》 北大核心 2015年第12期91-95,共5页
针对下向涌水钻孔煤层瓦斯压力测定的难点,通过两堵一注的水泥砂浆封孔技术使下向涌水钻孔形成良好的位于裂隙含水层以外的测压气室,较好地封堵裂隙含水层,消除其对瓦斯压力测定的影响。通过对测压钻孔周围瓦斯压力和水压力曲线分布的分... 针对下向涌水钻孔煤层瓦斯压力测定的难点,通过两堵一注的水泥砂浆封孔技术使下向涌水钻孔形成良好的位于裂隙含水层以外的测压气室,较好地封堵裂隙含水层,消除其对瓦斯压力测定的影响。通过对测压钻孔周围瓦斯压力和水压力曲线分布的分析,结合现场封孔测压数据,确保了下向涌水钻孔煤层瓦斯压力测定结果的准确性。 展开更多
关键词 涌水 下向钻孔 瓦斯压力 两堵一注封孔工艺 瓦斯压力恢复曲线
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瓦斯压力对原煤渗透特性的影响 被引量:80
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作者 曹树刚 郭平 +3 位作者 李勇 白燕杰 刘延保 徐建 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期595-599,共5页
以松藻煤电公司渝阳煤矿8号突出煤层原煤试样为研究对象,利用实验室研制的三轴渗透仪,进行不同轴压围压条件下瓦斯压力对突出原煤渗流特性试验。试验结果表明,瓦斯渗流速度随着瓦斯压力的增加而增加,呈显著的二次多项式函数关系;随着瓦... 以松藻煤电公司渝阳煤矿8号突出煤层原煤试样为研究对象,利用实验室研制的三轴渗透仪,进行不同轴压围压条件下瓦斯压力对突出原煤渗流特性试验。试验结果表明,瓦斯渗流速度随着瓦斯压力的增加而增加,呈显著的二次多项式函数关系;随着瓦斯压力的增加,突出煤体的渗透率呈现出先减小后增大的趋势,具有明显的Klinkenberg效应;渗透率随瓦斯压力的增加呈"V"字形变化,具有明显的阶段性;随着瓦斯压力的增加,Klinkenberg系数b与绝对渗透率Kg之间呈显著的幂函数关系;瓦斯压力p与渗透率K之间呈显著的二次多项式函数关系。 展开更多
关键词 瓦斯压力 突出原煤 渗流速度 渗透率 Klinkenberg效应
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瓦斯压力对卸荷原煤力学及渗透特性的影响 被引量:38
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作者 尹光志 李铭辉 +3 位作者 李文璞 蒋长宝 曹偈 张千贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1499-1504,共6页
运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以原煤煤样作为研究对象,在不同瓦斯压力条件下对含瓦斯煤进行了固定轴向应力的卸围压瓦斯渗流试验,研究卸围压过程中瓦斯压力对煤体的力学及渗透特性的影响。研究结果表明:开始... 运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以原煤煤样作为研究对象,在不同瓦斯压力条件下对含瓦斯煤进行了固定轴向应力的卸围压瓦斯渗流试验,研究卸围压过程中瓦斯压力对煤体的力学及渗透特性的影响。研究结果表明:开始卸围压后,煤体出现明显的扩容现象,径向发生明显膨胀应变,煤体中的渗流通道张开,煤体中瓦斯的渗流速率随之加快;随着瓦斯压力的升高,解除单位围压后煤样产生的变形变大,渗流速率升高的速率也随之增大;瓦斯压力越高,煤样从开始卸围压起至破坏的时间越短,即煤体强度越低;在卸围压初始阶段,煤样变形模量变化不大,在进入屈服阶段和失稳破坏阶段后,煤样的变形模量减小的速率开始明显加快。从煤样开始卸围压至破坏之前,煤样的变形模量下降了3.71%~7.45%;煤样的泊松比逐渐增大,围压与泊松比的对应具有较为明显的幂函数关系。 展开更多
关键词 瓦斯压力 卸围压 原煤 力学特性 渗透特性
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基于工业CT扫描的瓦斯压力影响下含瓦斯煤裂隙动态演化特征 被引量:42
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作者 王登科 张航 +5 位作者 魏建平 吴岩 张宏图 姚邦华 付建华 赵立桢 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3550-3564,共15页
为探索瓦斯压力影响下的含瓦斯煤裂隙动态演化特征及其规律,利用受载煤岩工业CT扫描系统开展了三轴压缩条件下的含瓦斯煤原位工业CT扫描试验,获取了不同变形阶段的含瓦斯煤原始CT图像和应力-应变曲线等测试结果,通过三维重构技术得到了... 为探索瓦斯压力影响下的含瓦斯煤裂隙动态演化特征及其规律,利用受载煤岩工业CT扫描系统开展了三轴压缩条件下的含瓦斯煤原位工业CT扫描试验,获取了不同变形阶段的含瓦斯煤原始CT图像和应力-应变曲线等测试结果,通过三维重构技术得到了含瓦斯煤的数字化模型,运用图像分析处理软件对数字化模型进行了裂隙结构的精确提取,实现了含瓦斯煤内部裂隙结构空间形态的可视化展布,并结合分形理论对含瓦斯煤内部裂隙结构进行了定性和定量分析。研究结果表明:围压一定时,不同瓦斯压力下受载含瓦斯煤的全应力-应变曲线变化趋势大致相同,均经历了5个变形阶段,即初始压密阶段、线弹性变形阶段、塑性屈服阶段、峰值破坏阶段和残余变形阶段,含瓦斯煤的峰值强度、弹性模量和残余强度均随瓦斯压力的增大而线性减小;全应力-应变过程中,在瓦斯压力作用下,含瓦斯煤二维裂隙的分形维数和裂隙像素比变化趋势基本一致,呈现出先减少(或不变)后加速增大再增速放缓的变化规律;含瓦斯煤三维裂隙的裂隙率、裂隙密度和三维分形维数变化趋势基本一致,均呈现出缓慢下降、缓慢增长和急剧增长的三阶段式演化规律;破坏失稳后,含瓦斯煤裂隙像素比和二维分形维数随瓦斯压力的增加而线性增大,并且含瓦斯煤的裂隙密度、裂隙率和三维分形维数也随之线性增加;瓦斯气体的存在促进了受载含瓦斯煤的裂隙扩展和贯通,二维裂隙和三维裂隙的数量及网络复杂程度随着瓦斯压力的升高均增大;吸附瓦斯的非力学作用和游离瓦斯的气楔膨胀作用共同导致了含瓦斯煤力学性质的整体弱化。 展开更多
关键词 裂隙动态演化 瓦斯压力 工业CT扫描 三维数字重构 分形维数
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不同瓦斯压力原煤全应力应变过程中渗透特性研究 被引量:30
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作者 张朝鹏 高明忠 +2 位作者 张泽天 张茹 李果 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期836-842,共7页
煤炭地下开采过程中,常会遇到不同瓦斯赋存压力和三维受力状态等复杂条件下的煤岩体瓦斯渗透问题,为系统探究其瓦斯渗透规律,利用改进的MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,开展了原煤三轴压缩全过程渗透试验,对不同瓦斯压力原煤三轴... 煤炭地下开采过程中,常会遇到不同瓦斯赋存压力和三维受力状态等复杂条件下的煤岩体瓦斯渗透问题,为系统探究其瓦斯渗透规律,利用改进的MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,开展了原煤三轴压缩全过程渗透试验,对不同瓦斯压力原煤三轴压缩全过程中渗透特性进行了探讨,分析了煤岩变形破坏过程中其瓦斯渗透特性,以及不同瓦斯压力下煤岩的瓦斯渗透特性。结果表明:煤岩瓦斯渗透率-应变曲线与煤岩三轴压缩全应力-应变曲线具有很好的对应关系,其瓦斯渗透率随加载变形破坏呈先减小后增大趋势,在峰前70%~85%应力水平时达到最小值,煤岩瓦斯渗透率在应力峰值附近时均有不同程度的急剧上升;另一方面,煤岩瓦斯渗透率和瓦斯流量随瓦斯压力的升高呈先增加后减小的趋势,瓦斯压力为1 MPa时达到最大值,在1~3 MPa时,煤岩具有较好的渗透能力,针对现场实际情况,通过类似分析,设定合理的抽采负压区间,从而保证煤与瓦斯共采安全高效进行。 展开更多
关键词 原煤 瓦斯压力 三轴压缩 渗透特性
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不同瓦斯压力条件下的煤与瓦斯突出模拟实验 被引量:31
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作者 王维忠 陶云奇 +1 位作者 许江 彭守建 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期82-86,共5页
为探讨瓦斯压力在煤与瓦斯突出过程中的作用机制,利用自主研制的煤与瓦斯突出模拟试验台和同一种煤样,在煤样成型压力、煤样含水率、受力状况等参数均恒定的情况下,分别进行了5种不同瓦斯压力水平下的煤与瓦斯突出模拟实验。结果表明,... 为探讨瓦斯压力在煤与瓦斯突出过程中的作用机制,利用自主研制的煤与瓦斯突出模拟试验台和同一种煤样,在煤样成型压力、煤样含水率、受力状况等参数均恒定的情况下,分别进行了5种不同瓦斯压力水平下的煤与瓦斯突出模拟实验。结果表明,煤与瓦斯突出可形成口小腹大的呈梨形或椭圆形的突出孔洞,且突出孔洞容积仅为突出煤体积的1/2~2/3;在瓦斯压力方面存在一个使煤与瓦斯突出发生与否的阀值,高于此阀值时,瓦斯压力愈大则突出强度亦愈大,且瓦斯压力作为突出发生的动力同时也对突出煤粉有一定的粉碎和抛出作用;煤样温度呈先升高后降低并连续变化的趋势,利用温度变化梯度可进行煤与瓦斯突出预测预报。 展开更多
关键词 煤矿 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 温度
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影响煤层瓦斯压力测定结果的关键因素分析 被引量:28
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作者 胡东亮 周福宝 +3 位作者 张仁贵 黄寿卿 李兴 要春雷 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第2期28-31,共4页
结合盘江矿区29个煤层瓦斯压力的测定工作,系统分析了影响煤层瓦斯压力测定结果准确性的关键因素,结果表明实现科学测压的技术途径是:合理选择测压地点,避免受巷道或煤层暴露面卸压影响;充分考虑煤层赋存条件(地质构造、水文、邻近煤层... 结合盘江矿区29个煤层瓦斯压力的测定工作,系统分析了影响煤层瓦斯压力测定结果准确性的关键因素,结果表明实现科学测压的技术途径是:合理选择测压地点,避免受巷道或煤层暴露面卸压影响;充分考虑煤层赋存条件(地质构造、水文、邻近煤层等)对测定值的影响;精确设计施工钻孔、优化钻孔参数和优选封孔深度,以减少施工成本和观察周期;采用封孔器封孔时,胶囊膨胀压力大于3MPa。 展开更多
关键词 瓦斯压力测定 封孔 突出 测压仪
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抽采瓦斯过程中煤层瓦斯压力演化规律的物理模拟试验研究 被引量:23
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作者 彭守建 张超林 +2 位作者 梁永庆 许江 刘东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期571-578,共8页
利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了不同地应力水平下抽采瓦斯的物理模拟试验,对抽采瓦斯过程中煤层瓦斯压力演化规律进行了探讨。结果表明:1在抽采瓦斯过程中,煤层瓦斯压力在初期降低较快后期降低缓慢,并且距钻... 利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了不同地应力水平下抽采瓦斯的物理模拟试验,对抽采瓦斯过程中煤层瓦斯压力演化规律进行了探讨。结果表明:1在抽采瓦斯过程中,煤层瓦斯压力在初期降低较快后期降低缓慢,并且距钻孔越近,瓦斯压力下降速度越快,而与距钻孔出口的距离无关;2在与抽采钻孔垂直的断面瓦斯压力场中,等压线以钻孔为中心呈现圆环形分布,在与抽采钻孔平行的纵面和层面瓦斯压力场中,等压线则以钻孔为对称轴呈现漏斗形分布,且距钻孔及钻孔出口越近瓦斯流速越大;3地应力的增加降低了煤层渗透率,阻碍了瓦斯的运移,使抽采过程中瓦斯压力的降低速度变慢,瓦斯流速减小。 展开更多
关键词 煤层 瓦斯抽采 物理模拟 瓦斯压力 地应力
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地应力和瓦斯压力作用下深部煤与瓦斯突出试验 被引量:58
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作者 唐巨鹏 杨森林 +1 位作者 王亚林 吕家庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2769-2774,共6页
基于目前煤与瓦斯突出模拟试验均为人为控制突出口打开的实际情况,自主研制了可改变轴压、围压和孔隙压,实现突出口自行打开的煤与瓦斯突出模拟仪。以典型高瓦斯矿井-阜新孙家湾矿为例,试验模拟了煤层开采深度分别为900、1 100、1 300 m... 基于目前煤与瓦斯突出模拟试验均为人为控制突出口打开的实际情况,自主研制了可改变轴压、围压和孔隙压,实现突出口自行打开的煤与瓦斯突出模拟仪。以典型高瓦斯矿井-阜新孙家湾矿为例,试验模拟了煤层开采深度分别为900、1 100、1 300 m时,突出煤层临近工作面区域在地应力和瓦斯压力共同作用下诱导发生煤与瓦斯突出全过程。试验利用轴压、围压模拟地应力作用,孔隙压模拟瓦斯压力作用。经相似理论计算确定了3种开采深度下轴压和围压值、孔隙压逐级增加得到了突出时瓦斯压力,并拟合了关系曲线。研究结果表明:开采深度、轴压、围压、瓦斯压力与突出距离、突出强度间均呈幂指数增加规律。随深度增加,地应力与瓦斯压力对突出影响增量逐渐减小。瓦斯压力对突出影响作用存在3阶段特征,分别为急剧影响增加阶段、稳定影响增加阶段和缓慢影响增加阶段,确定了瓦斯压力对突出影响变化率最大值,即瓦斯压力变化异常区与稳定区分界点为0.75 MPa,对应开采深度为350 m,与前人理论分析结果基本吻合。由此可以推断,随深部开采,地应力与瓦斯压力共同作用下煤与瓦斯突出频度将增加,但强度和破坏程度增加率将趋于平缓。所得结论对该矿深部煤与瓦斯突出机制认识和预测防治具有参考意义。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 深部开采 地应力 瓦斯压力 突出强度
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分析组分对间接法测定煤层瓦斯压力的影响 被引量:18
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作者 赵发军 温志辉 +2 位作者 刘明举 魏建平 陈明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第4期52-54,共3页
当煤层瓦斯中的CH4浓度低于80%时,用朗格缪尔气体吸附方程间接测定煤层瓦斯压力可能出现一定误差,因此在进行煤层瓦斯压力计算时,将煤层瓦斯的多组分气体折算成CH4气体来计算瓦斯压力,结果表明:这种校正后间接测定的瓦斯压力误差平均为0... 当煤层瓦斯中的CH4浓度低于80%时,用朗格缪尔气体吸附方程间接测定煤层瓦斯压力可能出现一定误差,因此在进行煤层瓦斯压力计算时,将煤层瓦斯的多组分气体折算成CH4气体来计算瓦斯压力,结果表明:这种校正后间接测定的瓦斯压力误差平均为0.08 MPa,而不直接进行校正测定的平均误差为0.12 MPa,经校正后间接测定的误差可满足实际使用的要求。 展开更多
关键词 瓦斯含量 瓦斯压力 多组分 朗格缪尔
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煤矿深部开采瓦斯压力计算的解析算法 被引量:42
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作者 王宏图 鲜学福 +3 位作者 尹光志 张仁松 杨吉才 唐继东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期279-283,共5页
在考虑地应力和地温影响的基础上,提出了煤层瓦斯渗透率k(,θ)与平均应力和地温的关系及一维稳定流动的瓦斯渗流方程,并根据煤层在地表有无露头和通道的情况,导出了煤层瓦斯压力计算分析的解析式.现场实测和理论计算的比较分... 在考虑地应力和地温影响的基础上,提出了煤层瓦斯渗透率k(,θ)与平均应力和地温的关系及一维稳定流动的瓦斯渗流方程,并根据煤层在地表有无露头和通道的情况,导出了煤层瓦斯压力计算分析的解析式.现场实测和理论计算的比较分析表明,该算法能较准确反映实测结果,并从理论上进一步完善了煤层瓦斯压力的计算方法,对煤矿深部开采煤层瓦斯压力和含量的预测以及渗流场的分析具有重要意义. 展开更多
关键词 煤矿 深部开采 瓦斯压力 解析算法
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新型封孔技术在煤层瓦斯压力测定中的应用 被引量:37
17
作者 何书建 张仁贵 +1 位作者 王凯 程新明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2003年第10期33-35,共3页
阐述煤层瓦斯压力测定的重要性,对聚氨酯泡沫-压力黏液封孔测压技术进行了分析研究及效果分析,介绍了新庄煤矿应用该技术实测二2煤层瓦斯压力,并取得成功。
关键词 煤层瓦斯压力 聚氨酯泡沫—压力黏液 测压技术
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煤与瓦斯突出瓦斯压力临界值的研究 被引量:12
18
作者 范喜生 张浪 +2 位作者 孙景来 陈金玉 孙晓军 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期191-194,共4页
煤与瓦斯突出是煤矿主要瓦斯灾害事故类型之一。目前,国内关于煤与瓦斯突出预测的方法主要是根据瓦斯动力现象和基于煤层瓦斯压力、破坏类型、坚固性系数与瓦斯放散初速度的四参数法。对于发生过瓦斯动力现象的矿井以瓦斯动力现象的特... 煤与瓦斯突出是煤矿主要瓦斯灾害事故类型之一。目前,国内关于煤与瓦斯突出预测的方法主要是根据瓦斯动力现象和基于煤层瓦斯压力、破坏类型、坚固性系数与瓦斯放散初速度的四参数法。对于发生过瓦斯动力现象的矿井以瓦斯动力现象的特征作为评判的依据,对于没有发生过瓦斯动力现象的情况以四参数法为主。四参数法规定,4个参数均超过各自的临界值才能定为突出煤层,瓦斯压力的临界值定为0.74 MPa。而实际情况是,瓦斯压力小于0.74 MPa的煤层也曾多次发生突出。用可压缩流体力学的观点分析了突出机理,采用多相连续介质力学中的应力分析法建立了瓦斯压力临界值的理论计算式,根据矿井瓦斯赋存规律分析了所得结果的合理性,并给出了有关参数(特别是煤层内摩擦角)的计算方法。案例分析表明,所得结果符合实际情况,同时给出了进一步的研究方向。 展开更多
关键词 矿山安全 煤与瓦斯突出 突出机理 瓦斯压力 临界值 煤层内摩擦角
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工作面煤层瓦斯压力与采动应力的耦合效应 被引量:29
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作者 谢广祥 胡祖祥 王磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1089-1093,共5页
依据煤层采动应力及瓦斯压力的现场实测,应用数值模拟、数力学理论分析方法,对工作面煤层瓦斯压力与采动应力的相互作用进行了深入研究。研究表明:煤层瓦斯压力与采动应力具有典型的耦合效应,且呈正相关性,瓦斯压力峰值位置超前于采动应... 依据煤层采动应力及瓦斯压力的现场实测,应用数值模拟、数力学理论分析方法,对工作面煤层瓦斯压力与采动应力的相互作用进行了深入研究。研究表明:煤层瓦斯压力与采动应力具有典型的耦合效应,且呈正相关性,瓦斯压力峰值位置超前于采动应力;在瓦斯压力峰值前瓦斯压力随采动应力呈现"双增"状态,易失稳引起动力灾变,是煤岩瓦斯动力灾害重点防治区域;依据含瓦斯煤吸附变形与孔隙表面自由能的内在关系,构建了含瓦斯煤采动应力-瓦斯压力互馈效应的数力学模型,揭示了煤层瓦斯压力与采动应力耦合作用的力学机理。 展开更多
关键词 瓦斯压力 采动应力 耦合效应 动力灾害
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保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则 被引量:30
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作者 胡国忠 王宏图 袁志刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1131-1136,共6页
针对传统的保护层开采保护范围的残余瓦斯压力判别准则在实际应用中的局限性,结合某煤矿上保护层开采工程,提出了一种新的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则。根据煤与瓦斯突出的固气耦合失稳理论,通过引入煤体孔隙率与渗透率... 针对传统的保护层开采保护范围的残余瓦斯压力判别准则在实际应用中的局限性,结合某煤矿上保护层开采工程,提出了一种新的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则。根据煤与瓦斯突出的固气耦合失稳理论,通过引入煤体孔隙率与渗透率的动态变化模型,建立了有限变形下煤与瓦斯突出的固气动态耦合失稳模型;针对该工程实例,得到了被保护层发生煤与瓦斯突出的极限瓦斯压力值,从而建立了以极限瓦斯压力值为判定值的保护层开采保护范围的判别准则。研究结果表明,该工程的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则的判定值为0.25 MPa,该准则反映了地应力、瓦斯压力与煤的结构对煤与瓦斯突出的综合作用。 展开更多
关键词 保护层 保护范围 极限瓦斯压力 判别准则 煤与瓦斯突出
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