分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究
小断层对煤与瓦斯突出的影响分析
中煤 炭
总第 １２ ９ 期
小 断 层 对 煤 与 瓦 斯 突 出 的 影 响 分 析
周 海 洋 任 沁元 王 恩营 ， ，
（ ． 煤 集 团公 司 裴 沟煤 矿 ， 南 新 密 １郑 河 ４ ２８ ； ． 南 理 工 大 学 资 源 环境 学 院 ， 南 焦 作 ５３２ ２ 河 河 ４ ４０ ） ５ ０ ０
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｆ ｃ ｆＳ ａ ｌＦａ ｌｓ ｏ ａ ｎｄ Ｇ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ Ｅｆｅ ｔｏ ｍ ｌ ｕ ｔ ｎ Ｃｏ ｌａ ｓ Ｏｕｔ ｕｒ ｔ ｂ ｓ
Ｚ ｏ ｉａｇ ， ｅ ｉｙ ａ Ｗａ ｇＥ ｙ ｇ ｈ ｕＨａ ｎ Ｒ ｎＱ ｎｕ ｎ ， ｎ ｎ ｉ ｙ ｎ
煤 与 瓦斯 突 出是采 煤生 产 中一种 严重 的地质 灾
害 ， 主要发 生在 地 质 构 造破 坏 带 … 。在 煤 矿 开 采 它 过程 中煤 巷 掘 进 时 经 常 会 遇 到 几 条 甚 至 几 十 条 断 层 。在 断层 形成 过程 中 ， 断层 两 盘 一定 范 围 内伴 随着构 造 煤 发 育 。根 据 煤 与 瓦 斯 突 出综 合 假 说 观 点 ， 造煤是 发生 煤 与 瓦斯 突 出 的重 要 条件 和必 要 构 条件 。煤体 的形 变会 改 变 煤 对 瓦斯 吸 附 与 解 吸 的状 态 ， 会直接 影 响瓦斯 的赋 存与 运移 ， 也 造成 煤层
出 良好 的 线 性 相 关 性 ， 值 多 出现 在 小 断 层 的 上 盘 ， 煤 与瓦 斯 突 出的 危 险 地 带 。 峰 是 关 键 词 ： 断 层 ； 与 瓦 斯 突 出 ； 值 分 析 小 煤 数 中 图分 类 号 ： Ｄ １ Ｔ ７３ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ）２— １８— ３ １０ ００ （０ １ １ ０ ０ ０
煤与瓦斯突出多物理场分布特征的数值模拟研究
扫码阅读下载曹偈，赵旭生，刘延保.煤与瓦斯突出多物理场分布特征的数值模拟研究[J].矿业安全与环保,2021,48(2)：7-11. CAO Jie,ZHAO Xusheng,LIU Yanbao.Numerical simulation on multiphysics field distribution characteristics of coal and gas outburst[J].Mining Safety&Environmental Protection,2021,48(2)：7-11.DOI：10.19835/j.issn.1008-4495.2021.02.002煤与瓦斯突出多物理场分布特征的数值模拟研究曹偈I，2,赵旭生I，2,刘延保I，2(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037； 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037)摘要：为揭示煤与瓦斯突出过程煤体多物理场耦合灾变机制，在含瓦斯煤气固耦合方程基础上，利用COMSOL软件中的固体力学与PDE模块，模拟了突出前后煤体应力场、变形场、气体流动场分布规律。
与前期开展的突出物理模拟试验结果进行对比验证，证实了数值分析方法的可行性。
模拟结果表明：突出后孔洞壁附近煤体发生塑性变形，导致此处煤体渗透率增大，且随着应力增大，突出孔洞壁处煤体渗透率可比原始渗透率增加2~3个数量级；突出后气体压力从突出孔洞壁面到煤体深部呈现先急剧上升后降低至原始气压的变化趋势，在孔洞壁处形成较高压力梯度，是突出持续发生的必要条件。
关键词：煤与瓦斯突出；数值模拟；气固耦合；渗透率；应力中图分类号:TD713文献标志码：A文章编号：1008-4495(2021)02-0007-05Numerical simulation on multiphysics field distribution characteristics ofcoal and gas outburstCAO Jie1,2,ZHAO Xusheng1，2,LIU Yanbao1,2(1.State Key Laboratory of the Gas Disaster Detecting,Preventing and Emergency Controlling,Chongqing400037,China；TEG Chongqing Research Institute,Chongqing400037,China)Abstract:In order to reveal the mechanism of multiphysics field coupling catastrophe of coal and gas outburst,based on the gas-solid coupling equation of gas-containing coal,the solid mechanics and PDE modules in the COMSOL software were used to simulate the distribution law of coal stress field,deformation field and gas flow field before and after pared with the results of outburst physical simulation experiments carried out in the early stage,the feasibility of the numerical analysis method was confirmed.The simulation results show that the plastic deformation of the coal mass near the wall of the hole after outburst causes the permeability increase,and with the increase of stress,the permeability at the wall of outburst hole can be increased by2to3orders of magnitude from the original value；from the wall surface of outburst hole to the deep part of the coal mass, the gas pressure shows a tendency to rise sharply and then decreases to the original pressure when the outburst occurs.The formation of higher pressure gradient at the wall of hole is a necessary condition for the continuous occurrence of outburst.Keywords:coal and gas outburst；numerical simulation；gas-solid coupling；permeability；stress2019年我国煤炭消费量占能源消费总量的57.7%［|］，煤炭在未来相当长一段时间内还将作为收稿日期：2020-05-06；2021-03-16修订基金项目：重庆市自然科学基金(面上)项目(cstc2019j c yj-m sxmX0531)；天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2019-TD-QN037)；国家自然科学基金面上项目(51774319)作者简介：曹偈(1988—),女，四川岳池人，助理研究员,现从事矿井瓦斯灾害防治技术研究工作。
不同加载速率下原煤与型煤的力学渗流特性对比研究
不同加载速率下原煤与型煤的力学渗流特性对比研究陈春谏;赵耀江;张红鸽;郭胜亮【摘要】以原煤、型煤煤样为研究对象,在三轴压缩变形过程中进行渗流试验,研究了不同加载速率下煤样的力学渗流特性.研究结果表明:加载速率对原煤的弹性模量影响较大,而型煤的弹性模量变化较小,且随着加载速率的增大,原煤、型煤的峰值应力均呈现先增大后减小的趋势;在破坏阶段,型煤的破坏呈现延性特征,而原煤的破坏是突发性的,更接近于现场煤与瓦斯突出的破坏过程;同一加载速率下,型煤和原煤的渗透率虽然都随着应力的增大先减小后增大,但前期型煤的渗透率降低幅度远远大于原煤,且型煤为剪切滑移破坏形式,峰后渗透率低于初始渗透率,而原煤为剪张破坏形式,峰后渗透率激增;随着加载速率的增大,煤样渗透率呈现更明显的\"V\"字形走势.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2019(046)001【总页数】5页(P23-27)【关键词】岩石力学;原煤;型煤;加载速率;力学特性;渗透率;瓦斯渗流【作者】陈春谏;赵耀江;张红鸽;郭胜亮【作者单位】太原理工大学矿业工程学院,山西太原030000;太原理工大学矿业工程学院,山西太原030000;太原理工大学矿业工程学院,山西太原030000;太原理工大学矿业工程学院,山西太原030000【正文语种】中文【中图分类】TD32;TD712大量工程实践表明，随着工作面的推进，必然会引起周围煤岩体的变形，以及应力的重新分布，同时煤岩体孔隙—裂隙系统不断扩展、闭合，影响煤体瓦斯的吸附—解吸动态平衡。
工作面合理的推进速度有助于冲击地压的预防，以及瓦斯突出的防治，其不同的推进速度会导致工作面前方煤岩体的受力加载速率发生变化。
因此，研究不同加载速率下煤岩体的力学渗流特性具有十分重要的意义。
潘一山等[1]对煤、花岗岩、砂岩进行单轴压缩试验，研究了不同加载速率下的煤岩电荷感应规律；Alam M S等[2]对静态和动态压缩应变速率下砂岩的力学行为进行了研究；尹小涛等[3]在研究岩石破坏形态、裂纹扩展等力学行为时，选用加载速率作为变量指标，运用PFC数值软件对其进行了模拟分析；苏海健[4]、许金余[5]等对高温下的砂岩和大理岩的加载速率效应进行了试验分析；杨仕教等[6]研究了不同加载速率下煤岩的峰后力学特性；黄达等[7]对粗晶大理岩进行了单轴压缩试验，研究了大理岩的静态加载速率效应，以及损伤机制；Backers T等[8]指出煤岩体的断裂韧度也存在加载速率效应现象;陈勉等[9]研究发现由于岩石Kaiser 效应的影响，不同加载速率下的地应力计算结果会发生不同程度的偏移;Bieniawskiz T[10]和Peng S S[11]在不同加载速率下分别对细砂岩和凝灰岩等进行了试验研究。
变轴压加载煤体变形破坏及瓦斯渗流试验研究
176
岩
土
力
学
2016 年
1
引
言
变化规律，进一步了解变速率加荷载条件下煤体的 变形破坏和瓦斯渗流规律，本次开展了相同初始围 压和相同瓦斯压力条件下不同轴压加载速率对含瓦 斯煤岩变形破坏和瓦斯渗流特征影响的研究。
在煤层开采过程中围岩应力重新分布的范围 内，作用在煤层、岩层上的垂直压力称为“支承压 力”，随着回采工作面推进，处于相对稳定状态的 基本顶岩梁传递至煤层上的压力将逐渐增加，支承 压力分布是一条高峰在煤壁处的单调下降曲线，当 靠近煤壁附近的应力值达到了煤层的强度极限，随 着煤体破坏，其支承能力开始降低，这一趋势随回 采工作面的推进和岩梁悬跨度增加将逐渐向煤壁前 方扩展， 煤壁附近的压力高峰将向煤体深部转移[1]。 压力的多级、不连续、加载强度不定等特点可能会 引发煤体突然破坏形成冲击地压以及煤与瓦斯突出 或延期突出等现象，对煤矿的安全生产造成严重的 威胁，因此，模拟变轴压加载速率条件下的煤体变 形破坏及瓦斯渗流特征，不仅可以更好地分析复杂 地应力条件下煤岩的变形破坏规律，并且可以研究 煤岩体变形破坏对瓦斯渗流特征影响。 国内外学者对加卸载条件下煤岩的变形破坏 和瓦斯渗流[25]开展了大量研究， 尹光志等[6]对煤岩 进行不同卸围压速度进行了含瓦斯煤岩力学和瓦斯 渗流特性影响试验研究。谢和平等[7]进行了不同开 采条件下采动力学行为研究。赵洪宝等[8]对单轴压 缩状态下含瓦斯煤岩的力学特性开展了试验研究。 许江等[2]对加卸载条件下煤岩变形特性与渗透特征 进行了试验研究，指出煤岩渗透率的变化与煤岩的 变形损伤演化过程密切相关。 蒋长宝等[34]进行了含 瓦斯煤岩卸围压变形特征及瓦斯渗流试验和含瓦斯 煤多级式卸围压变形破坏及渗透率演化规律的试验 研究。 李树刚等[5]建立了煤样全应力–应变过程中的 渗透系数-应变方程。 李晓泉等[9]研究了循环载荷下 突出煤样的变形和渗透特性，得出渗透率的变化与 煤样的损伤变形密切相关。曹树刚等[10]分析了固定 瓦斯压力下不同围压和轴向压力对瓦斯渗流特性的 影响。陶云奇等[11]进行了含瓦斯煤渗透理论的分析 与试验研究。 以往的研究大多采用通过控制加卸载轴压和 围压的方式研究煤体的变形破坏和瓦斯渗流，是恒 轴压、变围压卸载速率的控制方式，没有针对真实 采矿条件下煤层所承受的压力具有多级、不连续、 加载强度不定特点的研究，在变轴压加载速率控制 方式下研究煤体变形破坏和瓦斯渗流的研究也相对 较少。 为了更真实地模拟煤层在采动时所受压力的
2024年煤与瓦斯突出机(2篇)
2024年煤与瓦斯突出机煤与瓦斯突出系指煤矿中这样一种煤体动力现象，即在极短时间内，由煤体向巷道(包括采场)中突然喷出巨量的瓦斯和粉碎的煤，并在煤体中形成某种特殊形状的空洞，喷出的粉煤被瓦斯流所携带运动，并造成一定的动力效应(推倒矿车，巨石，破坏支架等)，大突出时粉煤可以充填数百米巷道，而喷出的瓦斯-粉煤流有时带有暴风般的性质，逆风流充满数千米长的巷道。
因此，煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的最严重的自然灾害。
自从1834年法国发生世界上第一次煤和瓦斯突出以来，40多个产煤国家发生了突出。
我国的瓦斯突出极为严重，至今为止，已发生突出万次以上。
今年1--8月全国发生较大以上的突出31起，死亡182人，其中有14起发生在非突出矿井，占45.2%。
对云南来说，近年随着煤炭开采的向地下深部延伸和开发力度的加大，煤与瓦斯突出也随之加剧。
东源集团的羊场煤矿，田坝煤矿，恩洪煤矿均是突出矿井，恩洪突出还很严重。
云南在建的最大规模井工煤矿---白龙山煤矿也已经发生瓦斯突出。
因此瓦斯突出灾害的严重性云南已经凸现。
研究和掌握治理技术已经很迫切。
煤与瓦斯突出一般是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后随即发生的。
这样的突出称之为正常突出。
还有一种突出是在工作面放炮或采掘等诱导因素出现后延迟一定时间才发生，称之为延期突出。
延期突出由于延期时间有长有短，难以确定，不好预防。
今年羊场曾经发生过一次延期突出。
那么，煤与瓦斯突出的机理是如何的呢?讨论瓦斯抽放和突出治理的资料很多，但对突出机理进行详细描述的资料却很少，因此了解这方面知识对于研究和治理突出显得很有必要。
人类对煤与瓦斯突出机理的研究已经近200年了，对突出机理的假说不下40种，尽管各有差别，但归纳起来有六类，主要的仍然是三大类：瓦斯主导学说；地压主导学说；综合作用假说。
本文介绍有代表性的几种假说。
(一)瓦斯主导学说该类学说认为，瓦斯是突出的主要原因和能源，而地压和煤的物理力学性能则是为突出创造了有力条件。
煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施
煤与瓦斯突出机理和影响因素及其防治措施摘要：对现有的煤与瓦斯突出机理研究成果进行了评述，阐述了煤与瓦斯突出机理的研究思路与方法和研究现状，分析影响煤与瓦斯突出的各种地质因素。
随着矿井开采深度逐渐增加，煤层瓦斯含量也逐渐增高，煤层的透气性越低，突出危险性也相应增大，所以研究防治突出措施有重要的现实意义，并提出煤与瓦斯突出的防治措施。
关键词：煤与瓦斯突出地质构造防治措施前言：煤与瓦斯突出是采煤过程中发生的严重自然灾害之一，可在极短时间内，由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，突出物会造成埋人，破坏设施，突出的瓦斯使人窒息，或引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。
我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家自1950年发生有记载的第一次煤与瓦斯突出现象以来，在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南、河南、山西、辽宁、黑龙江等省区都发生了煤与瓦斯突出。
因此，解决矿井煤与瓦斯突出灾害问题是实现煤炭工业可持续发展的当务之急。
对于煤与瓦斯突出机理，各国研究者经过长期得到努力提出了包括瓦斯主导作用、地应力主导作用、化学本质作用和综合作用等假说，基本定性的解释了煤与瓦斯突出现象。
1 国内外研究现状1.1 国外研究现状国外关于煤与瓦斯突出机理的研究成果可以归纳为以下4个方面[1~4]：a.瓦斯主导作用假说这类假说认为煤体内存储的高压瓦斯在突出中起主要作用。
其中“瓦斯包”说占重要地位，认为“瓦斯包”是突出的动力来源。
瓦斯主导作用假说主要有：“瓦斯包”说、粉煤带说、煤空隙结构不均匀说、突出波说、裂缝堵塞说、闭合空隙瓦斯释放说、瓦斯膨胀说、卸压瓦斯说、火山瓦斯说、地质破坏带说、瓦斯解吸说等11种假说。
b.地应力主导作用假说这种假说认为煤和瓦斯突出主要是高地应力作用的结果。
高地应力包括2个方面，一方面指自重应力和构造应力，另一方面指工作面前方存在的应力集中。
地应力主导作用假说主要有：岩石变形潜能说、应力集中说、塑性变形说、冲击式移近说、拉应力波说、应力叠加说、放炮突出说、顶板位移不均匀说等8种假说。
急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化及瓦斯运移规律研究
急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化及瓦斯运移规律研究新疆是我国14个亿吨级大型煤炭生产基地之一,其急倾斜煤层储量占世界同类煤层储量的30%以上。
急倾斜煤层赋存较为复杂、开采难度较大,目前新疆地区常用的开采方法是水平或斜切分段放顶煤采煤法,由于其采放比较大、顶煤及顶板控制难度大、底部煤体自卸压瓦斯解吸及运移、采空区遗煤较多等特点,导致工作面瓦斯防治工作难度较大,瓦斯、顶板等动力灾害事故频发。
乌东煤矿的煤层赋存条件、采煤方法、瓦斯防治技术等方面都具有代表性,以乌东煤矿为试验点,对急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化、瓦斯运移及涌出规律、瓦斯涌出预测模型及瓦斯抽采关键技术优化等多个方面进行系统研究,开展的主要工作如下:基于乌东煤矿煤层赋存和开采方式,采用相似模拟实验方法,构建了急倾斜煤层分段开采模型,自上而下共布置六个开采区段,按照采放比1:7.3进行模拟开采,通过布置实时监测的应力传感器与位移测点,对工作面顶板、顶煤的破坏、运移规律进行了观测和研究,分析了工作面底板、底煤应力变化规律。
工作面覆岩形成典型的“抛物线”状断裂边界及“椭抛形”垮落带;下断裂弧的下角内、支架上方的“Z”形铰接结构空隙区和上断裂弧的顶角内空隙区,构成了瓦斯富集区域和漏风通道。
采用PFC<sup>3D</sup>离散元数值模拟软件构建了急倾斜煤层分段开采的三维模型,依据煤岩体物理力学参数选择了数值模拟的计算参数,通过高性能计算机工作站的动态模拟解算,得到了工作面围岩裂隙场演化规律以及工作面围岩裂隙场孔隙率分布动态数据集,数值模拟的底板应力变化规律与相似模拟实验结果一致;将孔隙率分布动态数据集通过数据耦合方式导入COMSOL多物理场数值模拟软件,建立瓦斯涌出及运移数学模型,得出了急倾斜煤层分段开采在一定瓦斯压力、裂隙场条件下的瓦斯浓度分布和空间运移规律。
通过分析底部煤体应力演化规律,在沿工作面推进方向,建立工作面底部煤体在原始状态、工作面煤壁应力集中时、工作面开采后和采空区垮落稳定后等不同阶段的应力变化计算模型,编程导入MathCAD软件,绘制了底部煤体应力趋势图,并建立了底部煤体在应力集中、自卸压过程中底煤瓦斯解吸及运移的预测模型。
煤田地质构造与瓦斯的关系
断层构造
在断层构造地区，应采取填充断 层、封堵断层面等措施，防止瓦 斯沿断层运移。同时，应加强煤 层顶底板的监测和维护，防止瓦 斯突然涌出。
岩溶构造
在岩溶构造地区，应采取填充溶 洞、封堵溶洞入口等措施，防止 瓦斯在溶洞中聚集。同时，应加 强煤层顶底板的监测和维护，防 止瓦斯突然涌出。
05 煤田地质构造与 瓦斯研究展望
02 瓦斯在煤田地质 构造中的运移与 富集
瓦斯运移的机制与途径
瓦斯运移的机制
瓦斯在煤田地质构造中的运移主要受到压力、浓度、温度和地球化学反应等因素的影响。其中，构造 压力和浓度梯度是影响瓦斯运移的主要驱动力。
瓦斯运移的途径
瓦斯的运移主要通过裂隙、断层和岩溶等地质构造进行。这些构造提供了瓦斯运移的通道和空间。
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加强煤田地质构造与瓦斯关系的基础研究
总结词：至关重要
详细描述：加强煤田地质构造与瓦斯关系的基础研究 ，是深入理解二者关系的关键，也是为瓦斯防治提供 理论支持的基础。应采用综合地质研究方法，开展煤 田地质构造精细解析，探究构造形迹与瓦斯赋存运移 的内在联系，揭示煤与瓦斯突出机理，并开展煤田地 质构造与瓦斯突出危险性评估方法的研究。此外，还 需要加强基础理论研究，探究煤田地质构造对瓦斯压 力、瓦斯含量及瓦斯放散的影响规律。
煤田地质构造中的断裂和裂隙 是瓦斯运移的重要通道，也是 瓦斯突出的薄弱地带。断裂和 裂隙的发育程度和方向对瓦斯 突出的发生具有重要影响。
煤层厚度和埋深也是影响瓦斯 突出的重要因素。一般来说， 煤层厚度越大，埋深越深，煤 层中瓦斯的含量和压力也越大 ，越容易发生瓦斯突出。
煤田地质构造在瓦斯突出预测中的作用
发展基于煤田地质构造的瓦斯防治新技术和新方法
煤与瓦斯突出预测技术研究现状及发展趋势
四、煤与瓦斯突出预测技术的发展和趋势
3、多源数据融合与信息共享：整合地质、开采、瓦斯管理等多方面的数据资 源，实现数据融合和信息共享，提高预测模型的普适性和稳健性。
煤与瓦斯突出预测技术研究现 状及发展趋势
目录
01 引言
03
一、煤与瓦斯突出的 基本概念和定义
02 主体部分 04 二、煤与瓦斯突出的
影响因素和发生机理
目录
05 三、煤与瓦斯突出预 测技术的研究现状和 不足
07 结论
06 四、煤与瓦斯突出预 测技术的发展和趋势
引言
引言
煤与瓦斯突出是一种复杂的物理现象，是指在煤矿开采过程中，煤层内部积 聚的高压瓦斯气体的突然释放，导致煤体瞬间喷出井口的现象。煤与瓦斯突出不 仅会对矿工的生命安全构成严重威胁，还会对煤矿生产造成严重的经济损失。因 此，开展煤与瓦斯突出预测技术的研究具有重要意义。本次演示将介绍煤与瓦斯 突出的基本概念和定义，分析影响因素和发生机理，综述预测技术的研究现状和 不足，探讨预测技术的发展趋势。
主体部分
一、煤与瓦斯突出的基本概念和 定义
一、煤与瓦斯突出的基本概念和定义
煤与瓦斯突出是指在煤矿开采过程中，煤层内部的高压瓦斯气体在短时间内 迅速释放，同时带动部分煤体喷出煤壁，形成一个突然的、短暂的煤和瓦斯流动 过程。在这个过程中，煤和瓦斯的混合物以高速喷出，可能导致井下矿工伤亡、 设备损坏以及煤柱垮落等灾害。
间接预测法则是通过分析地质因素、开采因素和瓦斯管理因素等数据，结合 数学模型进行预测，如基于神经网络的预测模型、基于灰色理论的预测模型等。 虽然间接预测法在一定程度上实现了实时性，但仍存在模型精度不高、普适性不 强等问题。
煤与瓦斯突出机理及防治技术研究
在理论分析方面，研究者运用弹性力学、流体力学等理论对瓦斯煤的力学特性 进行了研究。例如，吕祥锋等1]建立了考虑吸附和解吸的瓦斯煤力学模型，并 分析了瓦斯压力对煤体变形和破坏的影响。张勇等2]则运用流体力学理论对煤 与瓦斯延期突出的流动行为进行了研究，并提出了相应的预测模型。
在实验研究方面，研究者们通过不同类型的实验手段研究了瓦斯煤的力学特性 和煤与瓦斯延期突出的机理。例如，刘少伟等3]通过岩石力学实验研究了不同 瓦斯压力下煤岩的强度和变形特性，并分析了其对瓦斯煤突出的影响。此外， 研究者们还通过模拟实验研究了煤与瓦斯延期突出的形成条件和演化过程4]。
防治技术
1、引言
防治煤与瓦斯突出技术是煤炭工业生产中的重要环节。针对煤与瓦斯突出的机 理，应采取一系列有效的防治措施，以降低突出事故的发生率和危害程度。
2、防止煤与瓦斯突出的基本原 则
防止煤与瓦斯突出的基本原则是采取综合性措施，包括：合理设计采掘顺序， 避免应力集中；加强矿井通风，降低瓦斯浓度；采取抽放瓦斯等预抽措施，降 低煤层瓦斯压力。
2、存在的问题及挑战
尽管在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面取得了一定的成果，但仍存在以下问 题和挑战：
（1）对煤与瓦斯突出的内在机制认识尚不充分； （2）现有防治技术尚未完 全达到安全生产的要求； （3）对新技术、新方法的推广应用还需进一步加强。
3、未来的发展趋势
未来在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面的发展趋势包括：
4、煤与瓦斯突出防治技术的选 择依据
在选择煤与瓦斯突出防治技术时，应综合考虑以下因素：
（1）矿井的煤岩层赋存条件、地质构造等； （2）矿井生产过程中的采掘顺 序、通风系统等因素； （3）技术可行性、经济成本及施工周期等因素。
研究现状
浅谈煤阶对瓦斯放散初速度及坚固性系数的相关影响
、
径增大。这样 煤的坚 固性系数 较之 前的原值 偏大 。但是 这样 根据国家行业标 准 ， 《 煤 的瓦斯 散放初速度 指标 （ △ ｐ ） 测 定 就无法区分煤 中的水 分到底是 自然 还是人 为因 素造成 的。影 方法… 》 中的规定 ， 瓦斯散 放初速度是 指符 合行业标 准煤 的粒 响原始煤层 中关于水分的测定。因此 ， 要预先 测定煤 阶中的水 度选取 ３ ． ５克 ， 在０ ． １ ＭＰ ａ的压力下 ， 吸附瓦斯在真空 空间释放 分 ， 以便 为后续 的开采工作提供参 考。一般 采用破碎法对 煤阶
由此 可见 ， 煤样 中的水含量对煤 的坚 固系数有直接影响 。 般地 ， 煤阶的指数 越大 ， 则煤 阶中 的灰 分 、 矿物 质越 少 ， 其力 度越小 ； 相反地 ， 力度 越大 的煤 ， 夹杂 矿物质越 多 ， 煤 的均
一
匀性也就越差 ， 煤 阶则越低 。如果在进 行煤层 撞击 时 ， 冲击力 逐渐加大 ， 粒度 固然 会越来 越小 。粒度 越小 ， 冲击力 的平 均值 实验可知 ， 当坚 固系数减小时瓦斯散放 出速度相应增 大。气 肥 就会越 小 ， 后期产 生煤 粉的数 量就会减小 ， 破碎 到一定 程度后 ， 煤 是富含挥 发成 分及胶 质层 的煤 层 ， 煤 阶值 最低 ， 在单 独炼 焦 煤粉的含量将 不再增 加 ， 撞击将 不会有 效。因此 ， 通过煤 层 的 时产生大量 气体 和液体 。贫瘦煤是 非常易变质 的烟煤 ， 煤 阶程 加水才能更好 的延缓撞击 的无效 率。通过实验结果能 看出 ， 水 度 介于气肥煤和无烟煤之 间， 炼焦时 主要 生成焦粉 。无烟煤 是 分的增加可以使煤 的坚 固性 系数 增加。但 是水分过多 ， 则会使 煤 化程度最 高 的煤 ， 即煤 阶最大 ， 其硬度 高密度大 ， 无 胶质层 ， 煤在烘干以后 坚 固性 系数 比原 值低 。因此要掌 握煤 阶中水分 燃烧时坚硬 、 光滑 、 火 力旺。就煤 的变质 程度来 说 ， 贫瘦 煤、 气 的最适添加量。 肥煤、 无烟煤 中， 以无 烟煤 的变质程度 最大 。煤 炭含量 较为 纯 （ 二） 煤 中的灰 分、 挥发分、 孔 隙率对 坚固系数 的影响 粹， 其他杂质较少 。气肥煤 中含气量较 多。开 采时对于气体 的 煤的灰分是指煤 中的各种无 机矿 物。他们 以孔 隙 、 裂缝、 散放问题要格外注意。 充填的形式同煤结合在 一起 。煤 中的挥发分 是可挥 发 的有 ２ ． 煤样 空隙对瓦斯散放初 速度造成 的影 响 机质 ， 如氮 、 氢、 甲烷 、 硫化氢等等 ， 它们受热 易挥 发。因此在测 煤化程度越高的煤样 ， 煤 的质地 越 紧实 ， 空隙 较小 ； 相反 ， 定挥发分的时候 ， 将 煤样 隔绝空气 进行高 温加热 ， 有 机质分解 煤阶程度低 ， 结构 组织 疏松 ， 空隙较 多 。根据煤 阶 中的干燥 无 的气体和液体之和减去水分 ， 即可得 出挥发分。挥发分能够 反 灰挥发分及粘结指数的不同采集煤样 １ ８个 ， 依次 进行 实验 ， 测 映煤阶 的程 度 ， 煤阶 的程度 越高 ， 挥发分就 越低 ； 相反 的， 煤 阶
2020年《地下空间与工程学报》总目次
2020年《地下空间与工程学报》总目次第1期・地下空间开发利用・基于系统动力学的地下物流系统对城市发展影响研究基于室内定位的地下商业综合体疏散引导策略研究…小城镇地下综合管廊规划建设与管理.............・理论与试验研究・岩石裂纹扩展诱发的强度弱化模型研究........... 围岩气体渗流解析计算中重要假设的数学证明....岩石动态断裂过程的能量分析...................压桩挤土位移变分模型及理论解答研究........... 圆形盾构隧道水土压力表示与计算半径取值分析•…水压作用含贯穿裂隙类岩石试件力学性能研究....黄土结构屈服损伤与其土水特征的关系............ 基于TSP和PCA-Bayes法的隧道围岩分级........次裂纹几何分布对裂纹岩体破坏机制影响研究....冻融腐蚀后大理岩变形局部化规律研究............ 龙游石窟5号洞室的破坏机理研究................高温热处理共和盆地干热岩力学特性实验研究.....压实膨润土膨胀应变时效性试验及模型研究.......生石灰膨润土泥浆土压盾构渣土改良试验研究……珊瑚砂微生物固化体三轴压缩声发射试验研究.....兰州红砂岩极限承载力深度修正方法试验研究.....扩大头构件受力机理的大比例尺模型试验研究……基坑支护倾斜悬臂桩受力变形特性试验研究......基于离散元方法的锚碇岩-碇接触力学性质研究……基于离心机模型试验的超深基坑受力变形研究.....・设计、施工、监测・长大单洞铁路隧道紧急岀口设置间距确定.......... 岩石群锚杆基础界限间距与群锚效率估算方法•……双锚固段新型锚索锚固机理数值分析及应用......高层建筑地下室上浮变形特征及处置措施研究……序贯高斯模拟在围岩质量预测中的应用............ 含石膏泥灰岩地质特点及隧道工程影响分析......•防灾与环境•基于有限元极限分析的双孔隧道稳定性分析......特大断面公路隧道地震动力响应分析.............. 基于HHT分析隧道围岩结构爆破累积损伤效应……花岗岩巷道岩爆声发射振铃计数波动规律研究.....含盐量和注浆对硫酸盐渍土中SRB还原效率影响…地埋管群全年蓄热取热同步模式下岩土传热特性……有限宽度土体主动土压力的离散元模拟研究.......颗粒级配对残积土MICP灌浆效果的影响评价.....泥石流软基消能排导槽流速与消能特性试验研究……嵌岩桩及较破碎岩石桩基影响系数探讨..........................杨涛，董建军,郭宗逵（1）...................耿康顺，张晓涛（7）高银宝，谭少华,谭大江，陈杰，曾献君（14）.............李晓照，戚承志，邵珠山（26）.................钟巍，田宙，王铁良（35）孙友杰，戚承志,朱华挺，郭云鹏,王玉琪（43）.............高子坤，朱海峰,傅长荣（50）黄大维，冯青松,唐柏赞，涂文博,梁玉雄（5刀••…董振兴，李勇，朱维申，蔡卫兵，徐翔（64）......................褚峰,邵生俊（73）.・吕擎峰，赵本海，潘松杰,霍振升，马博（80）.................李硕,宁宝宽，于群（87）..........孙琦，姚念希,张淑坤，于阳（97）............于超云，张慧慧,唐春安（106）……卢运虎，王世永，陈勉，金衍，杨帅（114）...........................赖小玲（122）...................黄志强，冯东林（128）申春妮，方祥位，姚志华,刘汉龙，黄涛（134）............李凯甜，邓荣贵,周其健（141）.....李永辉，陈陆杰，赵鹤飞,郭院成（149）.........孔德森，张杰，王士权，刘一（160）'张茂础，崔臻，盛谦，马亚丽娜,张善凯（169）..............郭海庆，陶善之，张泉（177）李琦，王明年，于丽，罗欣宇，李敏（187）................刘伟,董天文（194）................袁坤，张玉芳（201）……于贵，李星，舒中文,刘乃康（211）.........成涛，李晓军,陈建琴（219）..............许崇帮，王华牢（227）•赵明华，侯继超,彭文哲，张锐，赵衡（234）梁波，赵冯兵,任兆丹，张青松,李高歌（243）.....胡刚，费鸿禄，包士杰,杨智广（249）••…张艳博，张行，孙林，姚旭龙，梁鹏（260）...............彭述权，王凡，樊玲（267）••吴晅，周雅慧,路子业，刘卫，侯正芳（274）.............肖昕迪，李明广，吴浩（288）••靳贵晓，张瑾璇，许凯•黄明，邱继业（295）.............刘曙亮，游勇，李小勇（303）王田龙，詹黔花，帅海乐，黄质宏，宋勇（312）第2期•地下空间开发利用•城市CBD地下空间耦合规划方法探索..............................................宋博文，王卫东,谭栋杰（319）基于公共空间建构的地下特色街区开发研究................................................刘皆谊，程元泽（325）中心城区既有地下公共空间活力评价研究..............................................阎波，贾鑫铭,王尽遥（334）多因素耦合的新区综合管廊系统布局方法研究..........................................王俊佳，王成坤.陈郊（345）•理论与试验研究•节理起伏角对非贯通节理岩体力学特性的影响.....泥水平衡盾构中海水泥浆性质试验研究............成浆方式不同盾尾浆液的压缩与强度特性试验.....非饱和砂质黏性紫色土一维渗透特性试验研究.....基于摄影法的红黏土裂隙试验研究................行星式椭圆形顶管机直接切削管片试验研究........长江口软土的次固结特性试验研究及应用........大尺寸富水卵砾石样冻结状态下的力学特性........影响格栅加筋膨胀土拉拔试验的新因素分析.......土拱效应下的挂板式斜插桩板墙模型试验研究......考虑初始应变的成都黏土分数阶导数经验蠕变模型…未穿透覆盖层的自流井渗流模型与解析解..........不排水桩复合地基非线性固结解析解.............砂岩单轴压缩破坏全过程声发射主频特征分析.……加载速率对煤样破坏力学及声发射特征研究........冲击荷载作用下灰岩的能量耗散及损伤演化规律研究花岗岩残积土抗剪强度指标取值影响的研究......巷道开挖面抗剪承载结构形成和蠕变规律研究......横向荷载作用下扩底桩弯曲破坏性状分析..........环向螺栓锈蚀对盾构隧道承载性能的彫响........含裂纹试件双轴压缩裂纹扩展数值模拟研究........基于机器视觉的高铁隧道衬砌裂缝骨架拐点识别••…•设计、施工、监测•••…陈庆芝，张玉石,刘远明，王唯.曹凯（351）杨振兴，孙振川，游永锋，吕乾乾.陈瑞祥（359）.....武亚军，方敬奇，张孟喜.凌宇峰（366）.......李达,汪时机.李贤，毛新.曹挺（373）••熊俊豪，刘宝臣，刘磊，颜荣涛,张炳晖（381）...............袁一翔.庄欠伟，张弛（388）.....秦爱芳.赵忠义.孙德安，林哲鑫（395）胡双平，叶万军.张晓峰，胡智民，李长清（406）.......................万亮，杨和平（412）-屈俊童，段自侠.雷真，字晓雷,屈林河（420）....................任鹏，王鹏，唐印（431）.............王玉林，谢康和，李传勋（439）..........陈宙翔，郭彪，房锐，张文波（445）.............王创业，常新科,杜晓娅（451）.............高保彬，钱亚楠.吕蓬勃（463）..................方正峰，邹飞，唐旭（475）.....李静荣，赵占仑，曾令浓,汤连生（484）彭瑞，欧阳振华,朱建明，赵启峰,刘金海（493）..............................孔娟（502）........殷剑光，金浩，宫全美,周顺华（508）............................米文静（516）.........王睿，漆泰岳,万宇，于海莹（524）基于等摩擦耗能的滚刀多目标优化布局.....基于DTS的土体分布式导热系数测试方法••…不同均质度的粘土劈裂注浆特性及效果分析…基于现场监测统计的隧道围岩压力特征分析…基于两种DIC方法的含孔洞土样变形破坏观测超大直径空心变阶桩沉降算法研究及应用实例基于全息变形监测的隧道支护评估体系研究•••防灾与环境•基于经验方法的铁矿深井围岩岩爆倾向性预测…节理特性对顺层隧道破坏模式及稳定影响分析…冲击载荷下新型炮眼堵塞器的力学特征研究……含滑移界面复合式衬砌隧道地震响应边界元模拟火源高度对隧道烟气温度及质量流量影响研究•乔金丽，孟秋杰.刘建琴，徐源浩,薛桂香（531）..........桑宏伟.张春光，刘洋，张丹（540）.....唐亚周，雷进生.马波.戴康，李申（547）..................梁庆国，房军，贺谱（555）........王学滨，张博闻.董伟.侯文腾（567）••刘豆.耿大新.胡文韬，上官兴,徐长节（577）..........李涛.仇文革,程云建，李斌（583）...............朱永生，李振，梁久正（591）.....何长江，冯君，江南，张俞峰，黄林（599）杨东辉.宁掌玄.赵毅鑫.罗化峰.吕兆恒（608）..................刘中宪，李楠.黄磊（615）.....陶亮亮，周小涵，王浩然，曾艳华（629）第3期•地下空间开发利用•城市地铁与地下物流系统协同运输方式研究.............................陈一村.董建军，尚鹏程,陈志龙.任睿（637）运用空间叙事营造场景的地下空间研究刘皆谊.杨陈婷（647）城市地下空间综合管理关键问题研究.....................................................•理论与试验研究•刘荆，邹亮.羊娅萍（656）卸荷路径下花岗岩变形与破坏特征试验研究•…花岗岩高温疲劳效应研究.................... 水对微波辐射下硬岩劣化效果的影响试验研究…围压影响的盐岩压缩力学特性及非线性本构模型 孙雪，李二兵，韩阳，段建立，濮仕坤（665）..............田振兴，苏培东，孙强（680）•-戴俊,王羽亮，黄斌斌,王苑朴，李慧（691）……张华宾，张顷顷，王来贵,冉莉娜（697）千湿循环作用下硫酸盐渍土强度特性试验研究岩石破坏瞬间压机-岩石系统振荡特性研究…结构物-标准砂界面剪切机理试验研究.....考虑冲刷深度变化的桩基小型振动台试验研究.............马君泽，张卫兵，张笑（704）................董京楠.金衍.陈勉（714）郭聚坤.雷胜友.王瑞.寇海磊.荣文涛（722）黄显彬.侯松，刘晨阳.梅玉娇,郭子红（734）非开挖水平定向钻钻杆全尺寸疲劳试验研究李志杰.曾聪，杨善，董顺（741）基坑双排桩支护的桩间土等效计算模型研究曹净.钱国伟，高越，左怀西（749）含交叉裂隙岩体力学性质数值模拟研究.......混合型缓冲材料水分迁移及干缩开裂规律研究•… 密实砂土中竖向受压PCC 桩端阻力计算方法研究局部周期性应力波作用下地下结构动力响应•…… 冲击荷载下浅埋框架结构上的动载计算分析•…… 理想砂井地基径向弹黏塑性固结分析.........锚杆与围岩共同作用的围岩特性曲线修正分析•…下伏空洞岩石地基极限承载力计算方法研究…•… 运用等效应力法建立压剪型危岩破坏判据的研究 宽级配粗粒土的内部侵蚀试验及其稳定性判别“•设计、施工、监测•..... 张梅丽，梁正召，高敏，武娜（758）刘平.潘东坍,焦大丁，赵亮，杨鸿锐（770） 陈亚东，于艳，陆凡，蔡江东.王旭东（780） ••张裕,刘元雪，高屹，谢凌，谭仪忠（787）刘付威，余沛，张埴铭，高素芹，张伟（796）••-刘忠玉，朱新牧.夏洋洋,张家超（804） ........... 谭鑫.金宇轩,赵明华（812） ........... 雷勇.邓加政，刘一新（820） ................陈洪凯，张金浩（827） ........梁莉，田大浪，宁越，王雄（835）新型煤岩体加固注浆料制备及应用分析.............................................................王晓蕾（844）喷射混凝土力学时空特性在中东抽蓄中的应用 地铁隧道横向变形的激光扫描检测方法及应用 基于激光扫描的盾构隧道断面提取与变形研究 电磁辐射法在某水电站岩爆监测中的工程应用...........................徐全.吴家耀,褚卫江.曹爱武,刘加进（852）..........................................吴昌睿.黄宏伟，邵华（863）..........................................谢雄罐，黄炎.赵铭睿（873）...........................周春华，李云安，尹健民.崔志刚，汪洋（882）埋地平行铁质管线磁异常模拟与探测识别杆式多点位移计监测资料可靠性分析•… 赵丹丹，杜坚，郭智勇，徐伟，刘忠祥（891） ……陈菲.邓建辉，魏进兵.高春玉（897）•防灾与环境•地面出入式盾构隧道施工对周边地层扰动研究•基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体变形研究悬挂式止水帷幕基坑降水控制措施研究.......深厚软土地区大型沉井突沉行为分析........单洞双向公路隧道火灾人员疏散救援研究……........高守栋，刘超，张子新，刘海（903） 杨庆光，梁凌川，柳雄，邓方根,杨治飞（915）..................李光明，李明生（921） ……张治成，邓燕羚，郑锋利，王金昌（933）-王星，屈建荣,夏永旭，王蕾，郑云辉（944）第4期•地下空间开发利用•北京市地下空间资源利用地质适宜性评价研究.............................何静,周圆心，郑桂森,王继明，刘予(955)不动产地下空间权利界限确定方法•理论与试验研究•周沛,熊文华(967)膨润土-砂混合物缓冲层热传导性试验研究……软土地区竹节桩复合地基承载特性试验研究……昆明泥炭土工程性质原生各向异性试验研究……湿陷性黄土场地孔内深层超强夯挤密桩试验研究能源地下连续墙温度应力的离心模型试验研究…聚丙烯纤维气泡混合轻质土抗压力学性能研究•钢管后压浆预压托换桩竖向承载力性能分析•………刘平，赵亮，焦大丁.杨鸿锐，潘东明(975)……郦亮,叶俊能，周晔.刘干斌,朱瑶宏(986) ........桂跃，方超，徐其福，缪宁，杨松(993)赵治海，徐张建,燕建龙.盛云鸥.刘学峰(1004) .....李淑勇.夏才初，朱建龙,程晓辉(1012) .......王宗建.孙志城，卢谅，李金博(1021)白苗苗，唐丽云,张淑云，杨更社，申艳军(1030)天津地铁1.2.n管片环间樺式接头抗剪性能分析…单向循环荷载下超固结软黏土的永久变形特性••…钻孔埋入式后压浆管桩水平承载特性研究.......不同包裹角度下GFRP复合桩水平承载特性研究••几种高硬度透明材料与砂土接触面力学特性研究…承台刚度对受荷群桩基础承载性状的影响研究••…海相软土热力学本构模型研究..................考虑下卧弹性基岩的地下结构抗震分析模型.....基于桩土相互作用的嵌岩能源桩传热计算.......基于数据融合的山岭隧道围岩稳定性评价方法••…木寨岭隧道大变形分级标准与支护时机研究.....缓冲材料热-水-力耦合模型试验研究...........裂隙岩体质量三维精细分级S-RMR””方法及可视化•设计、施工、监测•长大双洞公路隧道联络通道间距设置研究........基于损伤预测的粘土围岩深地质处置库碉距分析••基于GA-SVM岩土参数反演的改进PBA工法研究城市市区地下空间暗挖工法适应性研究..........上海运营地铁盾构隧道收敛变形规律研究.......基坑可拆卸双肢BFW活络端现场应用与试验验证•防灾与环境•........张稳军，张琪，张高乐,宋传辉(1040) ..............................孙磊(1048) .....杨之俊，方晴，吕布，梅灿，傅旭东(1056)张建伟，尹海峰,李荣翔，张鹏翔,娄蒙凡(1062) ............邓衍博，陆勇，祁文，姜雨(1069)单华峰.王春凌,夏唐代，卢玉华,陶海冰(1078) .......................刘鹏,黄容聘(1088) ...............杨喻声，禹海涛，袁勇(1096) .............黄庆伟，刘齐建.高文华(1102)••…谢欣，吕波，王利宁，薛亚东.黄宏伟(1108)••王永刚，丁文其，刘志强.王者超，李歲(1116)曹胜飞，刘月妙.谢敬礼，马利科.高玉峰(1123)•-陈庆发，刘恩江，高飞红,尹庭昌，高远(1130)..........王星，任博，王永东,夏永旭(1142)■-梁海安，胡清波，杨婷，刘平辉,刘晓东(1153) ......孙明志.戴文亭，孙思博,曹耀兮(1163) .......................袁贝，陈卫忠(1172) ...............邵华，黄宏伟,王如路(1183) ........张明聚，杨萌，李鹏飞,陈金刚(1192)交通荷载下城市路面塌陷问题的试验研究.....地下水开采引起的地面沉降计算方法及分析……下伏软弱夹层路基堆载对桩基影响及处治方法•隧道中硫化氢有毒气体分级防护体系.........施工环境对膨胀土基坑支护变形影响的模拟分析超大直径泥水盾构施工对相邻单桩位移影响研究松软煤层托顶煤巷道煤柱宽度优化及控制技术•基桩下伏矩形溶洞稳定性分析.....................时刚.王宇魂，武天仪.刘忠玉(1202)……李静伟，许成顺，罗文林,钟紫蓝(1210)董芸秀，冯忠居.冯凯.文军强,何静斌(1219)•-唐协，李世琦，周雄华，王俊，石锦岩(1230)康景文，任新红，刘永红,李可一，王岩(1238) ..........廖晨，刘超，张子新，刘海(1248)陈川，马振乾,官瑞冲，梁旭超,宋文献(1258) ........杨博铭，赵明华，肖尧，赵衡(1265)第5期•地下空间开发利用•杭州萧山钱江世纪城亚运村片区地下空间规划........................................................黄慷(1273)宁波老城区中小学校园操场地下空间利用研究.................................................赵圣洁.牛牧(1286)编制导则与需求导向视角下的地下空间规划探索...............................................刘君,易伟全(1294)省会试点城市综合管廊规划设计与方法探究........................................................崔海婕(13()4)地下空间出让价格评估方法分析与案例探讨........................................................张金娟(1312)•理论与试验研究•酸化前后碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究.......粗糙度对土石混合体与结构接触面剪切特性的影响••…沉井基础设置根键及压浆后处理原位试验分析........ 砂性土层大直径浅埋隧道掘进试验及离散元模拟..... 静动载下筋材变化对加筋土挡墙性能影响分析........ 原状与重塑黄土抗拉强度差异性研究...............煤岩本构关系与冲击倾向指标的力学分析...........含黏粒砂土动力特性试验研究....................... PAC改进真空预压法加固软土地基试验研究..........地铁车站一次扣拱暗挖逆作体系模型试验研究.......冻融对固化钻井泥浆强度及重金属浸出量影响.......考虑地层变异的浅基础承载力分析.................. 洞室岩体质量的多维联系云评价模型................ GSI围岩评级系统下围岩新型统计损伤模型..........基于改进Harrh函数的黏土分数阶统计损伤模型..... 锚固围岩流变特性与隧道衬砌压力演化规律研究..... 地应力作用深大竖井受力机理及稳定性研究.........偏压荷载作用下顶管力学响应及其影响因素..........大直径钢管复合桩承载特性研究.................... 三维裂隙网络建模技术修正及其工程应用...........•设计、施工、检测•寒区隧道新型维护型防排水系统研究...............城市新建隧道下穿既有道路影响分区研究...........对两个基坑支护规范有关土钉检测值的探讨..........临时支撑阶段变截面沉管隧道力学响应特征及加固措施-刘厚彬.崔帅.孟英峰.朱达江.李玉飞(1321)陈美婷，赵光思,雪青华.任明辉.沙汝晨(1328) ......何春林.龚成中.潘鹏超.陈东旭(1338) ..............张志华.张谢东.吴飞翔(1345) ..........王家全.侯森磊，唐湮，唐毅(1352)吴旭阳，梁庆国.罗从双，李春清.王丽丽(1362)••…丁鑫，肖晓春.潘一山，吕祥锋，吴迪(1371) ..........宋晓丽，张瑾.张鹏.凌贤长(1383) .....................庞毅玲.胡岱文(1391)康富中.李翔宇.宫剑飞.高文生.杨秀仁(1397) .....程寅，于浩，李钦栋，陈景，李亚非(1405) -张东明.代鎮锋，王慧，黄宏伟,胡群芳(1412) ........汪明武.龙静云，王霄.金菊良(1420) .....................张树光.刘文博(1426) ....................任鹏.王鹏.唐印(1435) ..................邵珠山.吴奎.秦溯(1442) ..............冷希乔，严金秀.韩璃萱(1451) ......童恺旻，杨春山，高振宇，黄雪阳(1459) .....崔允亮，王海峰，王新，魏纲.周锋(1467) .....李冬伟，刘健，陈亮，成功，李炜强(1476)................邓成锋.夏才初，何佳(1484) ...............................易立(1490) ........................郝峰.周瑞国(1498) ......杨春山.魏立新.莫海鸿.陈俊生(15()4)基于主动式纠偏的曲线顶管施工力学特性研究•…深孔注浆条件下地铁施工地层位移预测研究.....综合管廊穿越黄土挖填方场地受力变形状态研究•基于CPTU贯入深度超前滞后效应的数值模拟研究•防灾与环境•......................王永东，胡强.张化川(1511)……….............王鑫.罗富荣.张飞.韩埴(1521)••播•汀••…段旭.董琪.叶万军.门玉明.张昌翌(1529)..............耿功巧，蔡国军，陈妍，刘松玉(1538)地下采场爆破炮孔堵塞效应及长度研究……基于损伤过程耦合的断层空间滞后突水分析…地铁盾构隧道管片接缝复合型密封垫防水研究重点排烟坡度隧道纵向机械补风量研究....人防工程市民认知和掩蔽心理反应研究.....梁瑞.吕亚茹.周文海.邓克飞.何学良(1546) ........陈坤福，吴阳，李帅，冯利军(1555) ......龚国栋，丁超，李宏亮,张稳军(1563) ..............姜学鹏.王正阳.向勇(1569) ......张勣翔.陈力新，张凯，许宏发(1580)。
浅谈煤阶对瓦斯放散初速度及坚固性系数的相关影响
关键词煤阶瓦斯放散初速度坚固性系数
44瓦斯作为一种无色无味的气体"具有一定的可燃性# 煤矿 中的瓦斯含量增多很容易导致工作人员缺氧窒息# 而且瓦斯 含量增多"在井下极易发生爆炸"严重威胁作业人员的生命安 全# 由于瓦斯主要存在于煤层中"煤阶代表了地层中煤化的成 熟度"是表示煤层饱和状态的参数# 按照煤阶的程度不同分为 低阶煤$中阶煤$高阶煤三类# 其中低阶煤分为褐煤$次烟煤* 中阶煤就是烟煤*高阶煤则是人们常说的无烟煤# 通过在煤阶 中对瓦斯的放散初速度和煤坚固性系数的测量"能够有效测算 瓦斯的排放"从而能够及时采取措施"来保障工作人员的安全#
经验交流 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%$1))))%
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浅谈煤阶对瓦斯放散初速度及坚固性系数的相关影响
杨4香
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摘4要当今社会能源的需求量越来越大煤的开采量及质量的要求越来越高 煤矿开采时如果遇到瓦斯气体不仅具有爆 炸的危险性同时威胁到开采人员的生命安全 因此对煤矿中的瓦斯应予以重视 本文在煤阶对瓦斯放散初速度及坚固性系数 的相关影响方面进行研究 旨在给广大煤矿作业者一些工作上的指4;可是气肥煤$烟煤它们的变质程度 为中级"瓦斯散放初速度就比变质程度为高级的无烟煤低# 孔 隙是煤的物理特性"变质程度逐步增大"孔隙率由大变小"瓦斯 散放初速度逐渐增大"待瓦斯散放趋于结束"孔隙逐渐变大并 趋于稳定#
含瓦斯煤力学特性及煤与瓦斯延期突出机理研究
含瓦斯煤力学特性及煤与瓦斯延期突出机理研究煤与瓦斯延期突出占总的突出事故的比例不大,但由于其发生具有延时性、隐蔽性,发生突出时可能是人员正在作业,使得突出发生时猝不及防,危害极大。
本文利用ASAP 2020 V3.01 H型分析仪、HCA型高压容量法吸附装置、岛津AGI-250kN型电伺服试验机、MTS815岩石力学伺服系统、自主研制的“含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流系统”和“大型煤与瓦斯突出模拟试验台”在实验室进行了一系列实验,在天府矿业有限责任公司三汇一矿2124采煤工作面进行了钻屑量与矿山压力、瓦斯压力关系现场试验。
根据各种试验结果分析,从采掘工作面卸压区煤岩体失稳破坏的能量判据、力学判据、局部扰动破坏判据和时空机制等方面入手,得出煤与瓦斯延期突出机理。
取得了如下主要研究成果:1.延期突出煤具备突出煤的吸附特性,具有较强的吸附能力,同时具备非突出煤的力学强度特性,即具有较高的煤体强度,这可能是发生煤与瓦斯延期突出的重要原因之一。
2.通过煤的力学试验,建立了煤样在常规单轴压缩、三轴压缩状态下的损伤本构方程:围压和煤样的弹性模量之间存在对数函数关系;煤样在屈服点后的实测值得出损伤变量和轴向应变呈对数函数关系。
3.针对三轴压缩状态下瓦斯在煤样中的渗透特性,在考虑变形对渗透率的影响情况下,对达西定律公式进行了修正,并与不考虑煤样的变形直接计算的瓦斯渗透率,最大偏差可达20%以上,所以在研究煤的渗透特性时应考虑变形对渗透率的影响。
4.通过在三轴压缩状态下煤样瓦斯渗流试验,得出了煤样的渗流特性,并建立了有效应力和渗透率的关系方程:作用在延期突出煤样上的有效体积应力和渗透率为负指数关系。
5.通过延期突出煤在循环载荷状态下的瓦斯渗流试验,得出了煤样渗透率变化率和损伤变量沿同方向变化,前几个循环变化较为明显,经过几个循环后,数值趋于稳定,表明渗透率变化率与煤样的损伤程度有关。
6.通过天府矿业有限责任公司三汇一矿2124采煤工作面现场试验,得出突出煤层长壁工作面钻屑量与矿山压力、瓦斯压力之间存在正相关关系。
煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能研究
煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能研究瓦斯膨胀能是指在某一压力下瓦斯从一定条件出发不断拓展的能力。
这种能力是由瓦斯的物理特性决定的，有时也称为瓦斯的流动性能。
因此，瓦斯膨胀能的研究非常重要，有助于深入了解瓦斯的特性，改进瓦斯的维护方案，以及确保瓦斯资源的可持续利用。
瓦斯膨胀能的研究一般从化学、物理、物理化学的角度来探讨。
在化学角度，可以从煤的化学特性出发，研究其中带有H2、CH4等有机分子，以及温度、压力等主要因素，对煤中瓦斯膨胀能的影响。
从物理角度来考察，可以从煤的结构性和储层特性出发，分析其中缝隙、孔隙、毛孔、渗透性等重要特性，进而评价煤中瓦斯膨胀能的影响。
而物理化学研究则从煤中气体的作用机理出发，进一步考察煤中H2、CH4等气体的质量分数，研究其对瓦斯膨胀能的影响。
研究表明，煤与瓦斯突出具有显著的不同，其中最大的区别在于瓦斯膨胀能的大小。
一般而言，煤中瓦斯的膨胀能低于瓦斯突出，特别是在低压力地质条件下，瓦斯膨胀能会有较大的变化。
因此，瓦斯突出的瓦斯膨胀能可能比煤中瓦斯更高。
此外，煤与瓦斯突出之间还存在其他不同点，如H2、CH4等有机气体的量分布、温度、压力等因素等。
这些因素对于煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能的大小起着重要的影响，因此需要进一步进行研究。
另外，煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能也可以通过实验技术来定量检测和评价。
例如，可以采用钻井实验和汽水实验，利用不同的压力、温度和时间对煤与瓦斯突出进行测试和比较，以获得其有关瓦斯膨胀能的定量数据。
利用上述研究结果，可以系统地研究煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能。
此外，还可以利用瓦斯膨胀能的研究结果，提出切实可行的技术措施，以实现瓦斯资源的可持续利用。
综上所述，煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能的研究是必需的，从化学、物理和物理化学的角度考察其影响因素，有助于更好地掌握煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能有关信息，以便有针对性地进行开采维护和瓦斯资源可持续利用。
断层对煤与瓦斯突出范围的影响
断层对煤与瓦斯突出范围的影响
陈敏;张庆华;王麒翔
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2014(042)003
【摘要】为了实现煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出超前预警,增强矿井防治煤与瓦斯突出灾害的能力,以赵庄煤矿为研究对象,考察了断层落差对钻屑瓦斯解吸指标K1和钻屑量S的影响,从而推断断层对煤与瓦斯突出的影响并考察了其影响范围:断层落差小于5 m时,其影响范围为距断层或尖灭端30 m;断层落差为5～15 m时,其影响范围为距断层或尖灭端45 m;断层落差大于15 m时,其影响范围为距断层或尖灭端60 m.
【总页数】4页(P39-41,44)
【作者】陈敏;张庆华;王麒翔
【作者单位】国土资源部页岩气资源勘查重点实验室(重庆地质矿产研究院),重庆400042;重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究中心(重庆地质矿产研究院),重庆400042;油气资源与探测国家重点实验室重庆页岩气研究中心,重庆400042;中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037
【正文语种】中文
【中图分类】TD713
【相关文献】
1.断层对煤与瓦斯突出的影响及控制措施 [J], 闫宽亮
2.断层构造区应力对煤与瓦斯突出的影响 [J], 焦建康;冯友良;王志鹏
3.九里山矿马坊泉断层对煤与瓦斯突出的影响 [J], 王飞
4.断层对掘进工作面煤与瓦斯突出影响研究 [J], 任红飞
5.断层对矿井煤与瓦斯突出的影响分析 [J], 崔峥
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动静加载下煤的破坏特性及机制的试验研究_刘少虹2015
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.32 Supp.2 July，2013
动静加载下煤的破坏特性及机制的试验研究
刘少虹 1 2，李凤明 3，蓝
，
航 1 2，潘俊锋 1 2，杜涛涛 1
[6]
2
试验材料和方法
2.1 试验设备和材料 为了研究动静加载下煤的破坏特性，需要能够 同时施加动载和静载的试验设备，Z. Q. Yin 等[17]改 进的霍普金森杆满足了这个需求。试验煤样取自 2 个地质条件差异较大的矿井，煤样概况如表 1 所 示。
表1 Table 1
试样
煤样概况
General state of coal samples
EXPERIMENTAL STUDY OF FAILURE CHARACTERISTICS AND MECHANISM OF COAL UNDER COUPLED STATIC AND DYNAMIC LOADS
LIU Shaohong1 2，LI Fengming3，LAN Hang1 2，PAN Junfeng1 2，DU Taotao1
， ，
，2
(1. 煤炭科学研究总院 开采设计研究分院，北京 100013；2. 天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013； 2)
摘要：动静加载下煤的破坏特性及机制是研究动载冲击地压机制的基础问题，利用改进的霍普金森杆对该问题进 行试验研究。首先，通过试验结果的回归分析发现煤在动静加载下有其不同于均质致密岩石的独特的破坏特性。 然后，通过对试验结果的讨论对动静加载煤的破坏机制进行分析，发现较多裂隙的存在是导致独特破坏特性的主 要原因。破坏模式以裂隙脆性扩展为主；动载的作用主要是使裂隙扩展，进而发生破坏；而静载的作用主要是改 变原生裂隙的数量和裂隙尖端的蓄能。最后，基于试验结果对动静加载下煤的冲击危险性进行分析，得出动静加 载下煤具有临界静载和最优动载；并将动静载荷下煤的强度作为动载抵抗指数，用来反映抵抗动载能力的强弱； 将碎片的分维值作为动载冲击能量指数，用来衡量动载冲击破坏的剧烈程度。 关键词：岩石力学；动载冲击地压；动静加载；破坏特性；裂隙；分维；弹性能释放率 中图分类号：TU 452 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2013)增 2–3749–11
微波间断加载作用下煤中瓦斯解吸响应特征实验研究
微波间断加载作用下煤中瓦斯解吸响应特征实验研究王志军;李宁;魏建平;马小童【摘要】In order to clarify the impact of loaded microwave irradiation on desorption characteristics of gas coal,the fundamental principles on promotion of gas desorption in coal seam by microwave irradiation were analyzed and discussed.The comparative experiment research on the desorption characteristics of gas in coal under the effect of discontinuous microwave loading and without microwave irradiation was carried out by the developed experimental device of gas desorption under microwave radiation.The results showed that the microwave radiation had an obvious promotion effect on the gas desorption in coal,the longer the time of microwave radiation,the higher the desorption quantity and the desorption ratio.When the time of discontinuous microwave loading was 40s,the desorption quantity of gas in coal increased by 290％,the desorption ratio reached 87％,and the maximum increasing rate of desorption speed was 1 020％.%为揭示煤中瓦斯解吸过程中加载微波作用对解吸特性的影响,分析探讨了微波辐射促进煤层瓦斯解吸的基本原理,研制了微波作用下煤中瓦斯解吸实验装置,对微波间断加载作用及无微波作用条件下煤中瓦斯解吸特性进行了对比实验研究.实验表明:微波作用对煤中瓦斯解吸具有明显的促进作用,微波作用时间越长,解吸量越大,解吸率越高.在微波作用40 s条件下,微波间断加载作用使得煤样瓦斯解吸量增加290％,解吸率达到87％,解吸速度最大提高率为1 020％.【期刊名称】《中国安全生产科学技术》【年(卷),期】2017(013)004【总页数】5页(P76-80)【关键词】微波作用;甲烷;解吸;热效应【作者】王志军;李宁;魏建平;马小童【作者单位】河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454003;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003【正文语种】中文【中图分类】TD712.60 引言渗透率低、解吸速度慢是目前制约我国瓦斯抽采的主要因素[1]。
单轴压缩条件下含瓦斯煤样力学性质研究
单轴压缩条件下含瓦斯煤样力学性质研究王祖洸;高保彬;吕蓬勃【期刊名称】《中国科技论文》【年(卷),期】2017(012)015【摘要】为了研究瓦斯压力对煤样力学性质的影响,以RMT-150C型岩石力学试验机为载体,研发单轴压缩条件下含瓦斯煤岩受载变形破坏试验装置,设计不同瓦斯压力下煤样单轴压缩试验,并采用岩石破裂与失稳分析系统（rock fracture process analysis,RFPA）2D软件通过设置不同渗透参数,实现不同瓦斯压力煤样单轴压缩条件下受载破坏模拟试验。
结果显示：1）室内试验发现,随着瓦斯压力的增加,煤样的抗压强度与弹性模量均呈降低趋势,瓦斯压力由0 MPa增加到2 MPa,煤样的抗压强度和弹性模量分别降低58.78%和49.03%;2）煤样的破坏是由微裂隙的发育、发展直至贯通形成宏观裂隙导致的;3）随着不同瓦斯瓦力的增加,模拟试样的峰值强度和弹性模量都呈现降低的趋势,模拟结果与试验结果表现的规律一致。
【总页数】6页(P1764-1769)【作者】王祖洸;高保彬;吕蓬勃【作者单位】河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD324【相关文献】1.卸轴压起始载荷水平对含瓦斯煤样力学特性的影响 [J], 赵洪宝;汪昕2.三轴压缩下含瓦斯煤样破坏过程的声发射特性 [J], 肖福坤;樊慧强;刘刚;孟祥廪3.单轴压缩条件下含瓦斯煤样力学性质研究 [J], 王祖洸;高保彬;吕蓬勃4.温度对两种含瓦斯煤样力学特性影响的实验研究 [J], 彭守建;丁永明;陆卫东;郭辉;;;;5.含瓦斯煤单轴压缩的尺度效应实验研究 [J], 宋良;刘卫群;靳翠军;李玉寿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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（１ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＰｒｅｃｉｓｅＭｉｎｉｎｇｏｆＩｎｔｅｒｇｒｏｗｎＥｎｅｒｇｙａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ ＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；
２ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅ＆ ＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ； ３ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，ＢｉｊｉｅＧｕｉｚｈｏｕ５５１７００，Ｃｈｉｎａ）
摘 要：为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响，利用 ＲＬＷ －５００Ｇ煤 岩 三 轴 蠕 变 －渗 流 试 验 系 统，对 新 景 矿 含 瓦 斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明：煤样在 ２种应力 路 径 下 的 全 应 力 应 变 曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力 ５个阶段；随着围压的升高或者瓦斯压力的 降 低，煤 体 在 ２种 应 力 路 径下的强度和弹性模量均增大；相较于常规三轴，煤体在分段变 速 加 载 路 径 下 的 强 度 普 遍 增 大，峰 值 轴 向 应 变、峰 值 环 向 应 变 绝 对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大，失稳破坏瞬间应力跌落和 能 量 释 放 更 加 剧 烈。 Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ强 度 准 则 仍 然 适 用 于 分 段 变 速 加 载 条 件 下 的 含 瓦 斯 突 出 煤 ，该 研 究 对 于 认 识 煤 与 瓦 斯 突 出 的 发 生 机 制 具 有 一 定 的 指 导 意 义 。 关 键 词 ：常 规 三 轴 加 载 ；分 段 变 速 加 载 ；含 瓦 斯 突 出 煤 ；力 学 特 性 ；变 形 特 征 中 图 分 类 号 ：ＴＤ３１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７３－１９３Ｘ（２０１８）－０２－０１３３－０６
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｉｅｃｅｗｉｓｅｖａｒｉａｂｌｅｓｐｅｅｄｌｏａｄｉｎｇｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｏｕｔｂｕｒｓｔｃｏａｌｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｇａｓ
ＸＩＮ Ｃｈｅｎｇｐｅｎｇ１，２，３，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ１，２，ＤＵ Ｆｅｎｇ１，２，ＬＩＵ Ｙｉｌｅｉ３
第 １４卷 第 ２期
中国安全生产科学技术
Ｖｏｌ．１４Ｎｏ．２
２０１８年 ２月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｆｅｂ．２０１８
ｄｏｉ：１０１１７３１／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３１９３ｘ．２０１８０２０２１
分段变速加载对含瓦斯突出煤力学Байду номын сангаас性影响试验研究
辛 程 鹏 １，２，３，张 翔 １，２，杜 锋 １，２，刘 义 磊 ３
（１中国矿业大学（北京） 共伴生能源精准开采北京市重点实验室，北京 １０００８３； ２中国矿业大学（北京） 资源与安全工程学院，北京 １０００８３； ３贵州工程应用技术学院 矿业工程学院，贵州 毕节 ５５１７００）