作者:郑欣; 孙肖琦 期刊:《煤炭技术》 2019年第12期
针对目前国内对影响瓦斯渗流因素研究较为不成熟、无体系、研究少的问题,对影响煤体中瓦斯渗流的因素进行综述及分析。重点评述了煤体结构、温度、电场、水分、煤的吸附作用、瓦斯压力、煤体应力等7个因素对瓦斯渗流过程的影响。结合煤炭行业发展趋势及相关理论分析,提出未来影响瓦斯渗流因素的研究热点。
作者:宋红立; 赵洋; 李庆钊 期刊:《工矿自动化》 2019年第11期
为了研究深部煤体蠕变对瓦斯渗流的影响,建立了考虑蠕变作用下煤体变形场、瓦斯扩散场及瓦斯渗流场多场耦合的数学模型,以陕西彬长胡家河矿业有限公司煤层瓦斯赋存及地质条件为依据,模拟分析了煤层瓦斯抽采动态变化规律,通过现场监测验证了数学模型的正确性、合理性、可靠性及工程适用性。研究结果表明:①煤层瓦斯压力随距抽采钻孔距离的增加而增大,距钻孔越近,瓦斯压力梯度越大,煤体渗透率比值越大,在远离钻孔处瓦斯压力和渗透率...
工作面回采会导致其前方煤体中的应力重新分布,在工作面前方形成减压区,增压区和稳压区,致使回采工作面前方煤体中的渗透率沿煤层走向呈现不均匀分布,因此,不能再将煤体视为均匀介质。鉴于这一工程事实,采用格子Boltzmann方法,结合算倒,研究了煤体渗透率沿走向呈现不均匀分布情形下的瓦斯渗流规律,为回采工作面瓦斯灾害防治提供依据。研究表明:采用格子Boltzmann方法可以有效模拟回采工作面瓦斯渗流,能够生动再现瓦斯流...
文章对煤岩瓦斯渗透率的影响因素进行了分析,论述了渗透率与有效应力、煤层温度等因素之间的关系,并在此基础上,给出了提高煤层瓦斯渗透率、增强煤层透气性系数的一些措施,对防止煤矿事故,改善煤层抽放率具有现实的意义。
作者:陈春谏; 赵耀江; 张红鸽; 郭胜亮 期刊:《矿业安全与环保》 2019年第01期
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...
作者:马耕; 冯丹; 陶云奇; 许江; 彭守建 期刊:《煤矿安全》 2018年第02期
针对单一低渗松软煤层,采取顶板虚拟储层水力压裂的方式可实现煤层增透。利用多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了顶板虚拟储层水力压裂物理模拟试验。试验结果表明:通过在顶板及煤层中布置压力传感器,可以较好地监测水力压裂过程中煤层及顶板虚拟储层中裂缝的开裂扩展演化过程;顶板虚拟储层水力压裂一方面对煤层产生卸压作用,另一方面压裂裂缝沿钻孔向煤层方向扩展并形成裂隙缝网,煤层瓦斯可通过裂隙缝网扩展至顶板虚拟储...
作者:吴冬梅; 赵伟; 侍大军; 仇海生 期刊:《煤矿安全》 2019年第04期
针对工作面前方煤体应力的演化全过程设计了实验方案,开展超前卸压区瓦斯渗流实验,对实验数据进行了拟合,得到了煤样加载阶段和卸载阶段渗透率与垂直应力的拟合函数。根据新大地煤矿15201工作面现场实际情况,结合不同阶段煤样渗透率与垂直应力的拟合函数建立了数值计算模型,就工作面采高、采深对超前卸压区瓦斯渗流规律的影响进行了数值模拟研究。模拟结果表明:一方面,随着采高、采深的增大,超前支承压力的影响范围不断增大,且超前...
作者:张吉林; 王飞 期刊:《煤炭科技》 2019年第03期
井田不同位置的覆岩结构差异很大,覆岩结构对本煤层超前支承压力的影响范围、峰值大小产生影响,进而影响到工作面超前卸压瓦斯的渗流规律。根据开元煤矿9404工作面现场实际,结合不同阶段煤样渗透率与垂直应力的拟合函数建立了数值计算模型,就工作面关键层高度、关键层厚度和关键层层数对超前卸压区瓦斯渗流规律的影响进行了数值模拟研究。
作者:王登科; 吕瑞环; 彭明; 魏建平; 姚邦华; 刘勇 期刊:《煤炭学报》 2018年第04期
为研究含瓦斯煤各向异性渗流特征,以原煤煤样为研究对象,以含瓦斯煤三轴渗流实验系统为实验平台,开展了含瓦斯煤的各向异性渗流规律的研究,确定了含瓦斯煤各向异性渗透率主值及其方位的计算方法,定义了含瓦斯煤渗透率各向异性率,重点分析了含瓦斯煤渗透率各向异性动态变化规律和瓦斯优势流动方向的转变现象。研究结果表明:煤体瓦斯流动具有非常明显的各向异性特征,本文所提出的含瓦斯煤各向异性渗透率计算方法简单有效;含瓦斯煤具...
作者:张波; 谢雄刚; 刘洋成 期刊:《中国安全生产科学技术》 2018年第03期
通过分析温度和地应力对深部煤体瓦斯运移规律的影响,建立了瓦斯渗流热流固耦合模型,以贵州省松和煤矿15#煤层12150采煤工作面为例,利用CoislMultiphyic软件对深部煤层工作面前方瓦斯渗流进行数值模拟。研究结果表明:受采动影响,在工作面前方“三带”中,卸压区存在大量新裂隙和通道,瓦斯压力梯度最大;在应力集中区至卸压区过渡段瓦斯压力下降速度最快,解释了在该区容易导致瓦斯突出的原因;在应力集中区,瓦斯压力和有效应力较高,压...
作者:舒才; 王宏图; 施峰; 胡国忠 期刊:《岩土力学》 2017年第11期
为了研究煤层瓦斯流动过程中温度与渗流场和应力场的耦合作用变化规律,引入煤层瓦斯两能态吸附热理论,重新构建煤层温度场控制方程,推导了温度场控制方程中解吸微分热能项的理论求解方法,改进了煤层瓦斯流动的热-流-固多场耦合数学模型;从理论上阐述了煤层瓦斯流动过程中吸附解吸、应力场、温度场、渗流场相互影响的作用机制;利用该模型研究了煤层瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流动时的煤层温度、瓦斯压力、煤层渗透率的变化规律;结合已...
作者:王海涛; 沈斌; 闫玉彪 期刊:《矿业工程研究》 2016年第04期
为了了解深部开采围岩应力作用下坚硬煤层瓦斯渗流规律,利用自制三轴渗透仪模拟煤样在稳定围压下渗流速度与轴压的关系曲线,并建立分段模拟方程.后利用FLAC^3D软件建立深部围岩应力对煤层掘进区域力学模拟,以及掘进工作面瓦斯渗流相关数据测定和整理,分析得出:实验室测定围岩应力与瓦斯渗流速度模拟结果与实测数据模拟结果相吻合,深部围岩应力作用下,坚硬煤层巷道区域不同部位,瓦斯渗流速度具有差异性.数据拟合后发现瓦...
作者:滕桂荣; 谭云亮; 高明 期刊:《岩石力学与工程学报》 2007年第A01期
基于lattice Boltzmann方法建立一个新的模拟裂隙煤体内瓦斯渗流的动力学模型,并利用该模型模拟二维裂隙煤体内瓦斯流动。模拟结果表明,采动压力差对瓦斯流动速度、孔隙瓦斯压力及瓦斯压力梯度都有很大的影响。在采动压力条件下,瓦斯在裂隙煤体中的流动压力具有波动性,波动幅度的大小与流场两端的压力差有关。在瓦斯压力达到峰值前的瞬时,孔隙瓦斯压力梯度很大。随着采动压力差的增大,瓦斯流动由层流过渡到紊流,同时孔隙压力出现发...
作者:周卫金; 方小伟 期刊:《煤炭科学技术》 2006年第01期
利用高位钻孔抽放裂隙带中的瓦斯,来防止工作面和上隅角的瓦斯超限是目前比较常用的方法之一。根据气体在岩层裂隙中的渗流机理,建立了处于裂隙带中的高位钻孔周围瓦斯渗流的数学模型,并进行求解。结果表明,该模型与现场试验的结果有很好的一致性。
作者:王海涛; 沈斌; 李雷 期刊:《黑龙江科技大学学报》 2016年第01期
为了解构造应力作用下中硬低透煤层瓦斯渗流规律,根据云盖山煤矿煤层地质构造、围岩及煤层数据,利用三轴渗透仪模拟煤样在稳定围压下渗流速度与轴压的关系曲线,建立分段模拟方程。结果表明:云盖山煤矿构造煤赋存条件不利于瓦斯释放,但煤层顶部构造应力使煤体由弹性形变转变为塑性形变,提高了瓦斯渗流速度,有利于瓦斯散逸。滑动构造应力形成的煤层厚度变化,导致瓦斯渗流速度降低,煤层致密,不利于瓦斯释放。矿井主采煤层地质探测孔...
作者:李文鑫; 王刚; 杜文州; 王鹏飞; 陈金华; 孙文斌 期刊:《岩土力学》 2016年第07期
为了更真实地模拟煤岩在掘进巷道迎头等环境下的应力状态,研究三向应力环境下煤岩的损伤变形及瓦斯渗流情况,自主研发了真三轴气-固耦合煤体渗流试验系统。该装置主要由真三轴压力室、液压伺服系统、气体渗流系统和监测与控制系统组成,采用的试件尺寸为200 mm×100 mm×100 mm,可施加的最大轴压(σ_1)为70 MPa、最大侧压(σ_2)为35 MPa、最大侧压(σ_3)为10 MPa、最大瓦斯压力为6 MPa。该装置具有以下特点:(1)σ_1、σ_2采用刚性...
作者:黄启翔 尹光志 姜永东 期刊:《岩石力学与工程学报》 2010年第08期
应用MTS815力学试验机,对典型煤与瓦斯突出矿井松藻矿务局打通一矿突出煤层原煤制备的型煤试件进行型卸围压试验研究。研究结果表明:(1)位移控制方式卸围压将导致试件的扩容损伤,力控制方式卸围压将导致试件的破坏。(2)用位移控制卸围压时,在某一初始围压下,试件的轴向应力随围压的降低而减小,轴压减小的速率越来越大,屈服阶段卸围压曲线比弹性阶段卸围压曲线更加非线性;随初始围压的加大,屈服阶段卸围压曲线的非线形特征更加...
作者:马占国 赵国贞 龚鹏 耿敏敏 范金泉 期刊:《辽宁工程技术大学学报·自然科学版》 2011年第04期
为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,基于煤岩介质力学性质及变形破裂过程的渗透特性,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,模拟研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。研究结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12 m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大...
作者:朱令起 郭立稳 张盈 侯欣然 期刊:《辽宁工程技术大学学报·自然科学版》 2012年第05期
为了研究多煤层联合开采下多采空区相互影响条件下的瓦斯抽放规律,采用理论分析和 flac3d 数值模拟相结合的方法,分析了唐山矿5、9煤层覆岩采动后冒落裂隙发育状况及 t2291工作面相邻采空区煤柱裂隙发展及分布特征,揭示了 t2291工作面采空区横向方向上贯通了与之相邻的多个采空区和纵向上贯穿了多个煤层现象.研究结果表明,布置在该工作的地面钻孔可同时进行多个采空区和多煤层的瓦斯抽放,提高了钻孔的服务年限及抽放效率.研究结论...
作者:许满贵 林海飞 李树刚 胡安辉 期刊:《矿业安全与环保》 2010年第05期
给定煤层多孔介质渗流边界条件,湍流计算选用k—ε模型,瓦斯在煤层中流动采用多孔介质模型,研究了在不同的抽采时间、负压、渗透率、煤层瓦斯压力及不同的钻孔直径等条件下钻孔的抽采半径及抽采量变化规律,研究结论对于现场预抽煤层瓦斯钻孔参数设计有理论指导意义。