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构造突出煤层地应力与瓦斯压力梯度关系模拟研究
被引量：
4
1
作者
黄显华
徐纪元
+1 位作者
杨成轶
朱红青
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2014年第5期65-67,71,共4页
构造突出煤层中瓦斯压力梯度变化规律与水平地应力分布规律是影响煤与瓦斯突出的主要因素,建立了煤层瓦斯压力梯度与水平地应力定量计算模型;以坦家冲矿236-80北石门附近区域构造突出煤层为研究对象,由FLAC模拟可知,水平地应力趋近于0...
构造突出煤层中瓦斯压力梯度变化规律与水平地应力分布规律是影响煤与瓦斯突出的主要因素,建立了煤层瓦斯压力梯度与水平地应力定量计算模型;以坦家冲矿236-80北石门附近区域构造突出煤层为研究对象,由FLAC模拟可知,水平地应力趋近于0的区域煤体破坏最为严重;由计算可知,当水平地应力约为3 MPa时,构造突出煤层中瓦斯压力梯度会出现突变;当水平地应力大于3MPa时,沿煤层物理模型走向0~5与42~62 m两个区域瓦斯压力梯度急剧增加。
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关键词
构造突出煤层
水平地应力
瓦斯压力梯度
煤与
瓦斯
突出
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职称材料
硬质体构造对煤巷掘进工作面瓦斯压力分布的影响
被引量：
3
2
作者
张春华
王继仁
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期181-183,共3页
为分析硬质体构造对煤巷掘进工作面瓦斯压力分布的影响,运用含气-固耦合分析模块的岩石破裂过程分析有限元软件建立正常煤层掘进和含硬质体构造煤层掘进两种物理力学模型,对两种煤巷掘进工作面前方煤体应力和瓦斯压力分布规律进行数值...
为分析硬质体构造对煤巷掘进工作面瓦斯压力分布的影响,运用含气-固耦合分析模块的岩石破裂过程分析有限元软件建立正常煤层掘进和含硬质体构造煤层掘进两种物理力学模型,对两种煤巷掘进工作面前方煤体应力和瓦斯压力分布规律进行数值模拟。结果表明,硬质体构造的存在增加了掘进工作面前方煤体的应力集中范围和应力梯度,进一步降低了煤层的透气性,阻碍了工作面深部煤体瓦斯向自由面的正常运移,进而形成了高瓦斯压力梯度。高瓦斯煤层掘进工作面硬质体地质构造直接影响煤巷掘进工作面地应力的分布,间接地影响瓦斯压力的分布。
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关键词
矿山安全
硬质体构造
掘进工作面
应力
梯度
瓦斯压力梯度
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职称材料
煤层渗透性对煤与瓦斯突出的影响规律及控制机理
被引量：
5
3
作者
张超林
刘明亮
+3 位作者
王恩元
王培仲
姜巧真
曾伟
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期4842-4854,共13页
煤与瓦斯突出是矿井灾害中一种破坏性巨大的瓦斯动力现象,严重威胁煤矿安全生产。煤层渗透性是综合反映煤层特性的重要参数,利用自主研发的多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统,开展了不同渗透率条件下(1.38×10^(−15)、6.69×10^(−...
煤与瓦斯突出是矿井灾害中一种破坏性巨大的瓦斯动力现象,严重威胁煤矿安全生产。煤层渗透性是综合反映煤层特性的重要参数,利用自主研发的多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统,开展了不同渗透率条件下(1.38×10^(−15)、6.69×10^(−15)、7.34×10^(−15)和9.10×10^(−15) m^(2))煤与瓦斯突出物理模拟试验。结果表明:随着煤层渗透率的增加,突出两相流运移形态逐渐由栓流演变为分层流和沙丘流,且煤粉运移速度及其峰值逐渐降低,由1.38×10^(−15) m^(2)条件下31.98 m/s减小为9.10×10^(−15) m^(2)条件下20.10 m/s;伴随突出两相流运移产生的冲击波呈现阶段式演化特征,对应负相压区间冲击波超压谷值的最大绝对值大于正相压区间冲击波超压峰值,且在巷道前端随煤层渗透率的增加而下降;4次试验对应相对突出强度分别为75.63%、44.65%、38.01%、10.97%,拟合得到相对突出强度随煤层渗透率增大呈指数下降关系。理论分析认为,瓦斯压力梯度是以渗透力的形式作用于煤体,而煤层渗透性主要是通过影响瓦斯渗透力动态变化,进而影响煤与瓦斯突出强度以及突出两相流运移状态;随着煤层渗透率的增加,瓦斯流动受到的阻力减小,瓦斯压力下降较快,难以形成高瓦斯压力梯度,同时暴露面附近的瓦斯渗透力较低,并快速向远处转移,无法进一步破坏暴露面煤体,导致突出强度下降,甚至不发生突出。最后,从瓦斯压力梯度和瓦斯渗透力的角度系统探讨了煤与瓦斯突出全过程演化特征,得出煤层渗透率在突出各个阶段均占据重要作用,结合我国煤与瓦斯突出预测现状及难题,认为煤层渗透率有望成为突出预测新指标,关键在于如何结合煤矿现场实际条件确定其临界值,分别从试验研究、理论分析和工程实践等方面提出了未来展望。
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关键词
煤与
瓦斯
突出
煤层渗透率
突出两相流
瓦斯压力梯度
瓦斯
渗透力
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职称材料
煤与瓦斯突出过程中渗流与煤岩体破坏耦合作用机制
被引量：
2
4
作者
张士岭
崔俊飞
和树栋
《煤炭科学技术》
CSCD
北大核心
2024年第12期105-115,共11页
针对煤与瓦斯突出诱发机理不清的问题,研究了瓦斯渗流对工作面煤体破坏及煤与瓦斯突出的力学作用机制,分别从煤体渗流试验和土力学2个角度引入瓦斯渗透力这一体积力的概念,明确了瓦斯压力梯度作用在煤体的力学形式。基于弹塑性力学构建...
针对煤与瓦斯突出诱发机理不清的问题,研究了瓦斯渗流对工作面煤体破坏及煤与瓦斯突出的力学作用机制,分别从煤体渗流试验和土力学2个角度引入瓦斯渗透力这一体积力的概念,明确了瓦斯压力梯度作用在煤体的力学形式。基于弹塑性力学构建了含瓦斯工作面煤体极限平衡方程,进而将渗流与极限平衡区煤体应力进行耦合,从而得到了瓦斯压力作用下煤体拉应力产生以及拉伸破坏的力学原因。从渗透力作用的角度解释了突出孔洞壁层裂破坏特征和层裂体分布规律,揭示突出煤体层裂破坏时瓦斯压力作用的力学本质,并进行了模拟验证。结果表明:含瓦斯煤体受到瓦斯流动产生的渗透力,其大小等于瓦斯压力梯度,从能量的角度来看为单位长度的瓦斯压能损失。渗透力与围岩支承压力共同作用到工作面煤体上,成为破坏煤体的重要诱因。突出前瓦斯流动在新暴露工作面煤壁产生极高的渗透力;渗透力并非均匀地作用在煤壁内,而是集中作用在煤壁暴露面附近小于0.1 m的薄层内,促使煤体采掘方向应力急剧降低甚至成为负值形成拉应力,从而导致该薄层拉伸破坏失稳,形成层裂。煤体内渗透力与应力随时间快速变化,煤壁刚暴露时渗透力是稳定渗流时的6倍以上,相应产生的最大拉应力是稳定渗流时的5倍以上。煤层强度大小与煤体所受拉应力呈现此消彼长的关系,煤层强度越低,由渗流引起的拉应力越大,瓦斯压力的拉伸破坏作用越得以充分发挥,表现为瓦斯为主导的突出和典型的层裂破坏现象。
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关键词
煤与
瓦斯
突出
煤体破坏
渗透力
煤体应力
瓦斯压力梯度
层裂
瓦斯
渗流
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职称材料
煤与瓦斯突出过程中煤体瓦斯的作用研究
被引量：
33
5
作者
王刚
程卫民
+1 位作者
谢军
陈金华
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期116-120,共5页
为了研究煤与瓦斯突出过程中煤体瓦斯的作用,采用煤体中瓦斯总量守恒的原理研究瓦斯含量与瓦斯积聚内能的基本方程和影响因素;分析煤与瓦斯突出产生的力学条件和机理,建立了煤与瓦斯突出危险程度的矩阵图。结果表明:瓦斯含量是煤体瓦斯...
为了研究煤与瓦斯突出过程中煤体瓦斯的作用,采用煤体中瓦斯总量守恒的原理研究瓦斯含量与瓦斯积聚内能的基本方程和影响因素;分析煤与瓦斯突出产生的力学条件和机理,建立了煤与瓦斯突出危险程度的矩阵图。结果表明:瓦斯含量是煤体瓦斯内能最直接的反应,其值大小决定瓦斯内能的大小;瓦斯压力梯度、煤体的断裂韧性及煤体内的裂隙发育程度决定着瓦斯突出的危险性,低渗透性构造煤对瓦斯运移阻力较大,容易形成较大的瓦斯压力梯度,从而更容易发生煤与瓦斯突出。煤层中的瓦斯含量、瓦斯压力、地应力越大,煤体的强度、渗透率越小,越容易发生突出。煤层瓦斯情况、力学性能、地质构造和煤层的应力状态是决定煤与瓦斯突出的主要因素。
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关键词
煤与
瓦斯
突出
渗透率
瓦斯
内能
瓦斯
含量
瓦斯压力梯度
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职称材料
煤与瓦斯突出的渗透失稳机理分析
被引量：
13
6
作者
谢焰
陈萍
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2011年第3期63-66,共4页
为探索煤与瓦斯突出机理,基于流固耦合理论,对地面煤田钻井、实验室巷道增压试验及金属栅栏的抑突效应进行了分析,提出了煤与瓦斯突出属渗透性失稳的观点,其主要内容是:煤层瓦斯压力梯度是反映地应力、瓦斯压力和煤层渗透性相互影响的...
为探索煤与瓦斯突出机理,基于流固耦合理论,对地面煤田钻井、实验室巷道增压试验及金属栅栏的抑突效应进行了分析,提出了煤与瓦斯突出属渗透性失稳的观点,其主要内容是:煤层瓦斯压力梯度是反映地应力、瓦斯压力和煤层渗透性相互影响的一种综合性指标。突出分为2个阶段:第1阶段是煤体失稳阶段,产生失稳的动力是瓦斯的渗透力;第2阶段是煤与瓦斯突出的运移阶段,其主要动力是瓦斯的膨胀压力。瓦斯的渗透力取决于瓦斯压力梯度,而瓦斯膨胀压力取决于瓦斯绝对压力。降低煤层瓦斯压力、增加巷道气压背景值及延长渗流途径是降低煤层瓦斯压力梯度的3种途径。
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关键词
煤与
瓦斯
突出
抑突效应
钻孔
瓦斯压力梯度
渗透力
失稳
机理
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职称材料
掘进煤巷瓦斯渗流模型及运移规律研究
被引量：
6
7
作者
马海峰
王磊
+2 位作者
殷志强
李传明
李家卓
《中国煤炭》
北大核心
2013年第8期93-96,共4页
以煤巷掘进时瓦斯渗流模型为背景,根据瓦斯渗流方程、瓦斯含量方程、瓦斯气体状态方程、连续性方程,建立了煤巷掘进过程中瓦斯渗流模型,基于Comsol Mul-tiphysics软件模拟了煤巷掘进过程中周围煤体瓦斯运移规律。结果表明:巷道掘进后,...
以煤巷掘进时瓦斯渗流模型为背景,根据瓦斯渗流方程、瓦斯含量方程、瓦斯气体状态方程、连续性方程,建立了煤巷掘进过程中瓦斯渗流模型,基于Comsol Mul-tiphysics软件模拟了煤巷掘进过程中周围煤体瓦斯运移规律。结果表明:巷道掘进后,周围煤体内瓦斯压力呈对称性分布,且随着径向距离的增加逐渐减小。随着时间的增加,距离巷道煤壁不同距离的瓦斯压力和瓦斯含量逐渐减小,当达到一定时间后,在巷道周围形成具有一定宽度的瓦斯卸压保护带。瓦斯渗流速度与径向距离呈负指数函数关系,巷道周围煤体瓦斯渗流速度随着径向距离的减小呈跨数量级增加,渗流速度在巷道煤壁处达到最大。现场测试结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟的正确性。
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关键词
煤巷
瓦斯
涌出
渗流模型
瓦斯压力梯度
Comsol
Multiphysics软件
渗流速度
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职称材料
基于低临界值的瓦斯动力现象分析
被引量：
2
8
作者
白新华
孙明闯
+2 位作者
吴财芳
耿仪
史小卫
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2011年第12期48-50,共3页
为更好地预防低临界值瓦斯动力现象给煤矿安全生产带来的危害,通过对豫西三软煤田地区瓦斯地质条件,瓦斯含量、瓦斯压力及其梯度的统计分析,结合综合能量假说的分析论证方法,对低临界值瓦斯动力现象进行了研究。结果表明,煤层松软,煤体...
为更好地预防低临界值瓦斯动力现象给煤矿安全生产带来的危害,通过对豫西三软煤田地区瓦斯地质条件,瓦斯含量、瓦斯压力及其梯度的统计分析,结合综合能量假说的分析论证方法,对低临界值瓦斯动力现象进行了研究。结果表明,煤层松软,煤体坚固性系数小时,瓦斯含量低、瓦斯压力小仍然易发生瓦斯动力现象。
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关键词
瓦斯
动力现象
瓦斯
含量
瓦斯压力梯度
三软煤层
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职称材料
煤与瓦斯突出的土力学分析
被引量：
1
9
作者
谢焰
赵志根
《河南理工大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2012年第2期125-129,共5页
为了探索煤与瓦斯突出机理,根据岩体结构分类方法,把破坏类型为Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ类的煤视为散体结构岩体.借鉴土力学流土失稳理论分析煤与瓦斯突出机制,把临界失稳梯度作为煤体的抗突强度指标.通过对煤体瓦斯压力梯度变化过程的分析,指出低透气...
为了探索煤与瓦斯突出机理,根据岩体结构分类方法,把破坏类型为Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ类的煤视为散体结构岩体.借鉴土力学流土失稳理论分析煤与瓦斯突出机制,把临界失稳梯度作为煤体的抗突强度指标.通过对煤体瓦斯压力梯度变化过程的分析,指出低透气性煤比高透气性煤更容易发生高强度突出的原因是由于低透气性煤的"失稳分层"的单位体积煤体具有更高的气体膨胀能.提出隔渗帷幕法和反滤层法2种控突思路.
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关键词
控突
瓦斯压力梯度
帷幕
反滤层
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职称材料
对煤与瓦斯突出机理的探讨
被引量：
2
10
作者
李萍丰
《煤炭科学技术》
CAS
1988年第3期17-18,63,共3页
作者把工作面前方煤体分成突出阻碍区、突出控制区、突出积蓄区及突出补给区,在此基础上给出了突出力学模型、并对突出一些现象作了解释和分析。
关键词
煤与
瓦斯
突出
支承
压力
煤层透气性
瓦斯压力梯度
补给区
采掘作业
采掘过程
力学模型
断层带
能量积累
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职称材料
题名
构造突出煤层地应力与瓦斯压力梯度关系模拟研究
被引量：
4
1
作者
黄显华
徐纪元
杨成轶
朱红青
机构
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2014年第5期65-67,71,共4页
文摘
构造突出煤层中瓦斯压力梯度变化规律与水平地应力分布规律是影响煤与瓦斯突出的主要因素,建立了煤层瓦斯压力梯度与水平地应力定量计算模型;以坦家冲矿236-80北石门附近区域构造突出煤层为研究对象,由FLAC模拟可知,水平地应力趋近于0的区域煤体破坏最为严重;由计算可知,当水平地应力约为3 MPa时,构造突出煤层中瓦斯压力梯度会出现突变;当水平地应力大于3MPa时,沿煤层物理模型走向0~5与42~62 m两个区域瓦斯压力梯度急剧增加。
关键词
构造突出煤层
水平地应力
瓦斯压力梯度
煤与
瓦斯
突出
Keywords
tectonic outburst seam
horizontal ground stress
gas pressure gradient
coal and gas outburst
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
硬质体构造对煤巷掘进工作面瓦斯压力分布的影响
被引量：
3
2
作者
张春华
王继仁
机构
辽宁工程技术大学矿业技术学院
山西焦煤集团西山煤电公司
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期181-183,共3页
基金
国家自然科学基金项目(50974004
51174109)
文摘
为分析硬质体构造对煤巷掘进工作面瓦斯压力分布的影响,运用含气-固耦合分析模块的岩石破裂过程分析有限元软件建立正常煤层掘进和含硬质体构造煤层掘进两种物理力学模型,对两种煤巷掘进工作面前方煤体应力和瓦斯压力分布规律进行数值模拟。结果表明,硬质体构造的存在增加了掘进工作面前方煤体的应力集中范围和应力梯度,进一步降低了煤层的透气性,阻碍了工作面深部煤体瓦斯向自由面的正常运移,进而形成了高瓦斯压力梯度。高瓦斯煤层掘进工作面硬质体地质构造直接影响煤巷掘进工作面地应力的分布,间接地影响瓦斯压力的分布。
关键词
矿山安全
硬质体构造
掘进工作面
应力
梯度
瓦斯压力梯度
Keywords
mine safety
hard tectonic structure
heading face
stress gradient
gas pressure gradient
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤层渗透性对煤与瓦斯突出的影响规律及控制机理
被引量：
5
3
作者
张超林
刘明亮
王恩元
王培仲
姜巧真
曾伟
机构
煤矿灾害防控全国重点实验室
煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
中国矿业大学安全工程学院
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期4842-4854,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(52274242,51904293)
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004700)。
文摘
煤与瓦斯突出是矿井灾害中一种破坏性巨大的瓦斯动力现象,严重威胁煤矿安全生产。煤层渗透性是综合反映煤层特性的重要参数,利用自主研发的多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统,开展了不同渗透率条件下(1.38×10^(−15)、6.69×10^(−15)、7.34×10^(−15)和9.10×10^(−15) m^(2))煤与瓦斯突出物理模拟试验。结果表明:随着煤层渗透率的增加,突出两相流运移形态逐渐由栓流演变为分层流和沙丘流,且煤粉运移速度及其峰值逐渐降低,由1.38×10^(−15) m^(2)条件下31.98 m/s减小为9.10×10^(−15) m^(2)条件下20.10 m/s;伴随突出两相流运移产生的冲击波呈现阶段式演化特征,对应负相压区间冲击波超压谷值的最大绝对值大于正相压区间冲击波超压峰值,且在巷道前端随煤层渗透率的增加而下降;4次试验对应相对突出强度分别为75.63%、44.65%、38.01%、10.97%,拟合得到相对突出强度随煤层渗透率增大呈指数下降关系。理论分析认为,瓦斯压力梯度是以渗透力的形式作用于煤体,而煤层渗透性主要是通过影响瓦斯渗透力动态变化,进而影响煤与瓦斯突出强度以及突出两相流运移状态;随着煤层渗透率的增加,瓦斯流动受到的阻力减小,瓦斯压力下降较快,难以形成高瓦斯压力梯度,同时暴露面附近的瓦斯渗透力较低,并快速向远处转移,无法进一步破坏暴露面煤体,导致突出强度下降,甚至不发生突出。最后,从瓦斯压力梯度和瓦斯渗透力的角度系统探讨了煤与瓦斯突出全过程演化特征,得出煤层渗透率在突出各个阶段均占据重要作用,结合我国煤与瓦斯突出预测现状及难题,认为煤层渗透率有望成为突出预测新指标,关键在于如何结合煤矿现场实际条件确定其临界值,分别从试验研究、理论分析和工程实践等方面提出了未来展望。
关键词
煤与
瓦斯
突出
煤层渗透率
突出两相流
瓦斯压力梯度
瓦斯
渗透力
Keywords
coal and gas outburst
coal seam permeability
outburst two-phase flow
gas pressure gradient
gas seepage force
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
煤与瓦斯突出过程中渗流与煤岩体破坏耦合作用机制
被引量：
2
4
作者
张士岭
崔俊飞
和树栋
机构
煤矿灾害防控全国重点实验室
中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯研究分院
出处
《煤炭科学技术》
CSCD
北大核心
2024年第12期105-115,共11页
基金
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项重点资助项目(2023-TD-ZD001-005
2023-TD-ZD001-002)
中煤科工集团重庆研究院有限公司重大专项资助项目(2021ZDZX05)。
文摘
针对煤与瓦斯突出诱发机理不清的问题,研究了瓦斯渗流对工作面煤体破坏及煤与瓦斯突出的力学作用机制,分别从煤体渗流试验和土力学2个角度引入瓦斯渗透力这一体积力的概念,明确了瓦斯压力梯度作用在煤体的力学形式。基于弹塑性力学构建了含瓦斯工作面煤体极限平衡方程,进而将渗流与极限平衡区煤体应力进行耦合,从而得到了瓦斯压力作用下煤体拉应力产生以及拉伸破坏的力学原因。从渗透力作用的角度解释了突出孔洞壁层裂破坏特征和层裂体分布规律,揭示突出煤体层裂破坏时瓦斯压力作用的力学本质,并进行了模拟验证。结果表明:含瓦斯煤体受到瓦斯流动产生的渗透力,其大小等于瓦斯压力梯度,从能量的角度来看为单位长度的瓦斯压能损失。渗透力与围岩支承压力共同作用到工作面煤体上,成为破坏煤体的重要诱因。突出前瓦斯流动在新暴露工作面煤壁产生极高的渗透力;渗透力并非均匀地作用在煤壁内,而是集中作用在煤壁暴露面附近小于0.1 m的薄层内,促使煤体采掘方向应力急剧降低甚至成为负值形成拉应力,从而导致该薄层拉伸破坏失稳,形成层裂。煤体内渗透力与应力随时间快速变化,煤壁刚暴露时渗透力是稳定渗流时的6倍以上,相应产生的最大拉应力是稳定渗流时的5倍以上。煤层强度大小与煤体所受拉应力呈现此消彼长的关系,煤层强度越低,由渗流引起的拉应力越大,瓦斯压力的拉伸破坏作用越得以充分发挥,表现为瓦斯为主导的突出和典型的层裂破坏现象。
关键词
煤与
瓦斯
突出
煤体破坏
渗透力
煤体应力
瓦斯压力梯度
层裂
瓦斯
渗流
Keywords
coal and gas outburst
coal failure
permeability
coal stress
gas pressure gradient
spallation
gas seepage
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
煤与瓦斯突出过程中煤体瓦斯的作用研究
被引量：
33
5
作者
王刚
程卫民
谢军
陈金华
机构
山东科技大学资源与环境工程学院
山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点实验室
澳大利亚联邦科学与工业研究组织
煤炭科学研究总院重庆研究院
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期116-120,共5页
基金
长江学者和创新团队发展计划资助(IRT0843)
山东省科技发展计划项目(2010GSF10808)
文摘
为了研究煤与瓦斯突出过程中煤体瓦斯的作用,采用煤体中瓦斯总量守恒的原理研究瓦斯含量与瓦斯积聚内能的基本方程和影响因素;分析煤与瓦斯突出产生的力学条件和机理,建立了煤与瓦斯突出危险程度的矩阵图。结果表明:瓦斯含量是煤体瓦斯内能最直接的反应,其值大小决定瓦斯内能的大小;瓦斯压力梯度、煤体的断裂韧性及煤体内的裂隙发育程度决定着瓦斯突出的危险性,低渗透性构造煤对瓦斯运移阻力较大,容易形成较大的瓦斯压力梯度,从而更容易发生煤与瓦斯突出。煤层中的瓦斯含量、瓦斯压力、地应力越大,煤体的强度、渗透率越小,越容易发生突出。煤层瓦斯情况、力学性能、地质构造和煤层的应力状态是决定煤与瓦斯突出的主要因素。
关键词
煤与
瓦斯
突出
渗透率
瓦斯
内能
瓦斯
含量
瓦斯压力梯度
Keywords
coal and gas outburst
penetrability
gas internal energy
gas content
pressure gradient
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
TD713.1 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤与瓦斯突出的渗透失稳机理分析
被引量：
13
6
作者
谢焰
陈萍
机构
安徽理工大学地球与环境学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2011年第3期63-66,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(40772092)
安徽省高校省级自然科学基金重点资助项目(KJ2009A134)
文摘
为探索煤与瓦斯突出机理,基于流固耦合理论,对地面煤田钻井、实验室巷道增压试验及金属栅栏的抑突效应进行了分析,提出了煤与瓦斯突出属渗透性失稳的观点,其主要内容是:煤层瓦斯压力梯度是反映地应力、瓦斯压力和煤层渗透性相互影响的一种综合性指标。突出分为2个阶段:第1阶段是煤体失稳阶段,产生失稳的动力是瓦斯的渗透力;第2阶段是煤与瓦斯突出的运移阶段,其主要动力是瓦斯的膨胀压力。瓦斯的渗透力取决于瓦斯压力梯度,而瓦斯膨胀压力取决于瓦斯绝对压力。降低煤层瓦斯压力、增加巷道气压背景值及延长渗流途径是降低煤层瓦斯压力梯度的3种途径。
关键词
煤与
瓦斯
突出
抑突效应
钻孔
瓦斯压力梯度
渗透力
失稳
机理
Keywords
coal and gas outburst
outburst control effect
borehole
gas pressure gradient
penetration force
stability lost
mechanism
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
掘进煤巷瓦斯渗流模型及运移规律研究
被引量：
6
7
作者
马海峰
王磊
殷志强
李传明
李家卓
机构
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
出处
《中国煤炭》
北大核心
2013年第8期93-96,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51104004)
中国博士后基金(2013M531495)
文摘
以煤巷掘进时瓦斯渗流模型为背景,根据瓦斯渗流方程、瓦斯含量方程、瓦斯气体状态方程、连续性方程,建立了煤巷掘进过程中瓦斯渗流模型,基于Comsol Mul-tiphysics软件模拟了煤巷掘进过程中周围煤体瓦斯运移规律。结果表明:巷道掘进后,周围煤体内瓦斯压力呈对称性分布,且随着径向距离的增加逐渐减小。随着时间的增加,距离巷道煤壁不同距离的瓦斯压力和瓦斯含量逐渐减小,当达到一定时间后,在巷道周围形成具有一定宽度的瓦斯卸压保护带。瓦斯渗流速度与径向距离呈负指数函数关系,巷道周围煤体瓦斯渗流速度随着径向距离的减小呈跨数量级增加,渗流速度在巷道煤壁处达到最大。现场测试结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟的正确性。
关键词
煤巷
瓦斯
涌出
渗流模型
瓦斯压力梯度
Comsol
Multiphysics软件
渗流速度
Keywords
seam roadway, gas emission, seepage model, gas pressure gradient, ComsolMultiphysics, seepage velocity
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
基于低临界值的瓦斯动力现象分析
被引量：
2
8
作者
白新华
孙明闯
吴财芳
耿仪
史小卫
机构
中国矿业大学资源与地球科学学院煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室
河南省煤层气开发利用有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2011年第12期48-50,共3页
基金
国家科技重大专项资助项目(2011ZX05034)
国家自然科学基金重点资助项目(40730422)
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(40802032)
文摘
为更好地预防低临界值瓦斯动力现象给煤矿安全生产带来的危害,通过对豫西三软煤田地区瓦斯地质条件,瓦斯含量、瓦斯压力及其梯度的统计分析,结合综合能量假说的分析论证方法,对低临界值瓦斯动力现象进行了研究。结果表明,煤层松软,煤体坚固性系数小时,瓦斯含量低、瓦斯压力小仍然易发生瓦斯动力现象。
关键词
瓦斯
动力现象
瓦斯
含量
瓦斯压力梯度
三软煤层
Keywords
gas dynamic phenomenon； gas content； gas pressure gradient； seam with soft roof,soft coal and soft floor
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
煤与瓦斯突出的土力学分析
被引量：
1
9
作者
谢焰
赵志根
机构
安徽理工大学地球与环境学院
出处
《河南理工大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2012年第2期125-129,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(41172138)
安徽省自然科学基金资助项目(1208085ME74)
文摘
为了探索煤与瓦斯突出机理,根据岩体结构分类方法,把破坏类型为Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ类的煤视为散体结构岩体.借鉴土力学流土失稳理论分析煤与瓦斯突出机制,把临界失稳梯度作为煤体的抗突强度指标.通过对煤体瓦斯压力梯度变化过程的分析,指出低透气性煤比高透气性煤更容易发生高强度突出的原因是由于低透气性煤的"失稳分层"的单位体积煤体具有更高的气体膨胀能.提出隔渗帷幕法和反滤层法2种控突思路.
关键词
控突
瓦斯压力梯度
帷幕
反滤层
Keywords
controlling coal and gas outburst
gas pressure gradient
seepage proof curtain
anti-filter layer
分类号
TD713.1 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
对煤与瓦斯突出机理的探讨
被引量：
2
10
作者
李萍丰
机构
湘潭矿业学院采矿系
出处
《煤炭科学技术》
CAS
1988年第3期17-18,63,共3页
文摘
作者把工作面前方煤体分成突出阻碍区、突出控制区、突出积蓄区及突出补给区,在此基础上给出了突出力学模型、并对突出一些现象作了解释和分析。
关键词
煤与
瓦斯
突出
支承
压力
煤层透气性
瓦斯压力梯度
补给区
采掘作业
采掘过程
力学模型
断层带
能量积累
分类号
TD7 [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
构造突出煤层地应力与瓦斯压力梯度关系模拟研究
黄显华
徐纪元
杨成轶
朱红青
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2014
4
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职称材料
2
硬质体构造对煤巷掘进工作面瓦斯压力分布的影响
张春华
王继仁
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012
3
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职称材料
3
煤层渗透性对煤与瓦斯突出的影响规律及控制机理
张超林
刘明亮
王恩元
王培仲
姜巧真
曾伟
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
5
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职称材料
4
煤与瓦斯突出过程中渗流与煤岩体破坏耦合作用机制
张士岭
崔俊飞
和树栋
《煤炭科学技术》
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
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职称材料
5
煤与瓦斯突出过程中煤体瓦斯的作用研究
王刚
程卫民
谢军
陈金华
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2010
33
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职称材料
6
煤与瓦斯突出的渗透失稳机理分析
谢焰
陈萍
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2011
13
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职称材料
7
掘进煤巷瓦斯渗流模型及运移规律研究
马海峰
王磊
殷志强
李传明
李家卓
《中国煤炭》
北大核心
2013
6
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职称材料
8
基于低临界值的瓦斯动力现象分析
白新华
孙明闯
吴财芳
耿仪
史小卫
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2011
2
在线阅读
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职称材料
9
煤与瓦斯突出的土力学分析
谢焰
赵志根
《河南理工大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2012
1
在线阅读
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职称材料
10
对煤与瓦斯突出机理的探讨
李萍丰
《煤炭科学技术》
CAS
1988
2
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职称材料
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