收藏本站
《河南理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究

魏风清  
【摘要】: 煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯压力、煤体结构综合作用的、严重威胁煤矿安全生产的矿井瓦斯动力现象。煤与瓦斯突出机理及预测指标研究是制定突出危险性预测和防突措施效果检验指标体系的重要理论和技术依据。论文综合采用理论分析、实验室实验、现场实测验证的方法,对煤与瓦斯突出机理、预测指标及临界值确定方法、测试仪表、工程应用进行了系统研究,形成了一套从机理——预测指标——临界值——预测仪表——工程应用的理论技术体系,提高了煤与瓦斯突出预测的可靠性和准确性。 (1)在充分分析煤与瓦斯突出要素及其作用的基础上,讨论了煤与瓦斯突出的动力来源和能量转化,在煤与瓦斯突出过程中,破坏煤体的主要动力是地应力,而煤与瓦斯突出发生的主要能量来源于瓦斯膨胀能,提出了一定量的瓦斯膨胀能是煤与瓦斯突出发生、发展的必要条件。 (2)煤与瓦斯突出的准备、发生、发展划分为3个连续过程:①受工作面附近地应力的作用,煤层卸压破坏;②积聚在煤体空隙中的瓦斯急速解吸涌出,煤体爆炸破碎;③瓦斯大量涌出,产生瓦斯煤混合流,搬运煤体,形成空气冲击波;根据弹塑性力学、空气动力学理论,详细研究了煤层卸压破坏、煤体爆炸破碎、瓦斯煤混合流运移的力学和能量条件,提出了煤与瓦斯突出的物理爆炸模型。 (3)根据煤与瓦斯突出物理爆炸模型,分析了煤与瓦斯突出的影响因素:①煤体卸压是煤与瓦斯发生的激发因素,地应力越大、煤层强度越低,卸压波速度越大,煤层容易越形成大面积快速卸压破坏,有利于瓦斯突出的发生;②煤体裂缝形成的速度越快,越有利于瓦斯气泡的破裂,形成瓦斯煤混合流;煤体强度降低,有利于瓦斯气泡的破裂,有利于突出的发生;提出了瓦斯膨胀能大于煤体移动功是瓦斯煤混合流运移的必要条件,瓦斯膨胀能应大于小型煤与瓦斯突出的煤体移动功,瓦斯膨胀能临界值为76.96 kJ/t,为煤与瓦斯突出预测指标临界值的确定提供了理论依据。 (4)根据煤与瓦斯突出的物理爆炸模型,对预测指标与瓦斯膨胀能的关系进行了分析,选取了区域突出危险性预测指标和工作面突出危险性预测指标;结合实验室试验,提出了预测指标临界值确定方法的技术路线、步骤以及可靠性评价方法,为煤与瓦斯突出预测指标及临界值研究提供了理论依据和技术方法。 (5)根据煤层瓦斯流动的达西定律,研究了钻孔瓦斯涌出速度与瓦斯压力、测试时间等因素的关系,提出了测试仪表应满足的技术条件;分析了钻孔瓦斯涌出初速度q测试仪表存在的不足,研制了WY-Ⅰ型瓦斯q值测定仪,提高了钻孔瓦斯涌出初速度q的测试精度。 (6)根据瓦斯膨胀能与预测指标的关系,提出了瓦斯解吸指标Q3 ,采用实验室试验和现场测定的方法,研究了瓦斯解吸指标Q3与瓦斯初始解吸量V1、瓦斯压力P、瓦斯含量X的关系,具有很好的相关性,可以采用瓦斯解吸指标Q3进行突出危险性预测。 (7)通过新安煤田二1煤层瓦斯地质规律及实验室实验研究,提出了区域预测方法和指标,对新安煤田二1煤层进行了区域突出危险性预测,预测结果与生产实际基本一致。 (8)通过实验室实验研究和现场专项测试,分析了工作面预测指标与瓦斯含量的关系,对预测指标的影响因素及其敏感性进行了分析,通过现场工业性试验和可靠性评价,确定了告成煤矿掘进工作面、回采工作面、孟津煤矿石门揭煤工作面突出危险性预测指标及其临界值,提高了突出危险性预测的可靠性。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨羽;陈长华;张帆;;煤与瓦斯突出“四位一体”防治技术研究[J];微计算机信息;2010年18期
2 刘锡明;;掘进工作面防治煤与瓦斯突出的技术措施[J];水力采煤与管道运输;2006年01期
3 吴华帮;许石青;;煤与瓦斯突出机理及其预测技术研究[J];矿业快报;2008年06期
4 尚建峰;曹金来;;一起煤与瓦斯突出事故的原因分析[J];中州煤炭;2008年04期
5 周岩;;贵州煤矿防治煤与瓦斯突出技术探讨[J];贵州大学学报(自然科学版);2008年06期
6 周岩;;贵州煤矿防治煤与瓦斯突出技术探讨[J];煤;2008年12期
7 柴永兴;王海锋;;煤与瓦斯突出危险区域划分研究[J];煤炭技术;2006年06期
8 李北平;吴祥义;;白皎井田煤与瓦斯突出特征及其防治措施[J];矿业安全与环保;2009年03期
9 罗国辉;;恩洪煤矿二号井防治煤与瓦斯突出技术分析[J];矿业安全与环保;2009年S1期
10 杨思舜;;利用测井曲线判识构造煤的方法[J];科学咨询(科技管理);2010年07期
11 郭立稳;孙忠强;刘承宇;周立辉;韩兆明;;利用小直径超前钻孔排放瓦斯防突研究[J];煤炭工程;2006年12期
12 李学臣;;电磁辐射综合预警监测技术的研究与应用[J];中州煤炭;2009年06期
13 李青松;李绍泉;;林华矿井2093采面消突评价研究[J];煤炭技术;2010年10期
14 杨陆武,徐龙;煤力学特征的对比试验分析及其在煤与瓦斯突出研究中的应用[J];淮南工业学院学报(自然科学版);1996年04期
15 王飞;焦殿志;;卧龙湖煤矿103工作面突出危险性预评价[J];煤炭科技;2008年04期
16 陆跃先;;杨柳煤矿石门揭煤技术应用与研究[J];能源技术与管理;2011年01期
17 杨陆武,彭立世;以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型[J];焦作工学院学报;1997年02期
18 刘明举,颜爱华;煤与瓦斯突出的热动力过程分析[J];焦作工学院学报(自然科学版);2001年01期
19 秦汝祥;煤与瓦斯突出预报研究现状综述[J];能源技术与管理;2005年01期
20 白军全;;谈谈松动爆破在防治煤与瓦斯突出中的应用[J];煤炭工程;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐东方;周松元;陈小辉;;白山坪煤矿突出分区的地质因素分析[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
2 胡春云;;淮南矿区煤与瓦斯突出情况简析[A];2002年全国瓦斯地质学术年会纪要[C];2002年
3 王英汉;柯福奎;;西马煤矿煤与瓦斯突出同地质因素的关系[A];瓦斯地质新进展[C];2001年
4 汪宗华;尹怀德;金春和;;英岗岭矿区煤与瓦斯突出相关因素浅析[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年
5 张明杰;殷德银;郭启明;;鹤壁矿区非放炮诱导煤与瓦斯突出原因分析及防治措施[A];2004年全国瓦斯地质年会学术交流论文集[C];2004年
6 杨陆武;彭立世;;以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型[A];瓦斯地质新进展[C];2001年
7 王秀全;何卓军;;浅析新槐井田地质因素对煤与瓦斯突出的影响[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年
8 苏广福;邓相武;付汉东;;滴道盛和煤矿立井煤与瓦斯突出地质原因分析[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年
9 蔡成功;;煤与瓦斯突出三维模拟理论及实验研究[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年
10 谢文明;;地质条件对煤与瓦斯突出的影响分析[A];瓦斯地质新进展[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李彩琴;老问题不除 新事故难断[N];中华合作时报;2010年
2 符成生;继续科学施救 吸取教训 举一反三 确保安全生产[N];宜春日报;2010年
3 周春荣;纳雍县安委办发表公开信强调“15条”[N];贵州政协报;2009年
4 本报记者 符文华;千方百计开展救援 妥善做好善后工作[N];楚雄日报(汉);2009年
5 ;4起煤矿特别重大事故原因及查处进展情况[N];中国煤炭报;2008年
6 记者 秦力文 蔡岩红;3人被刑事拘留2人被停职[N];法制日报;2009年
7 ;关于坚持安全发展加强安全工作的决议[N];重庆日报;2009年
8 记者 赵阳;最高检派员介入调查[N];法制日报;2010年
9 记者刘耀平 王扬;调查显示“四不”问题突出[N];中国煤炭报;2010年
10 李毅记者 张煜 曹琨;抓好煤与瓦斯突出防治工作[N];六盘水日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 单智勇;煤巷掘进煤与瓦斯突出事故抑制技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
3 吴祥;煤与瓦斯突出事故链控制及应用研究[D];中国矿业大学;2010年
4 邓明;煤与瓦斯突出早期辨识与实时预警技术研究[D];安徽理工大学;2010年
5 马玉林;煤与瓦斯突出逾渗机理与演化规律研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
6 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 杨守国;煤与瓦斯突出判识及灾害气体运移规律研究[D];重庆大学;2011年
8 欧建春;煤与瓦斯突出演化过程模拟实验研究[D];中国矿业大学;2012年
9 杨艳国;寺河矿煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出预警系统研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
10 郑茂杰;煤与瓦斯突出预测及应急响应机制研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高争;平煤十二矿突出案例专家咨询系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 李志永;基于SVM的煤与瓦斯突出区域分类预测模型研究[D];太原科技大学;2010年
3 王鹏;基于非线性理论的煤与瓦斯突出预测技术研究[D];西安科技大学;2010年
4 徐学锋;地质构造对煤与瓦斯突出的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
5 温彦良;地质动力区划和分形理论在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
6 任树鑫;突变理论及突变级数法在煤岩体失稳问题中的应用[D];西安科技大学;2010年
7 张超;煤巷掘进中深孔松动控制爆破防治煤与瓦斯突出技术的研究[D];中国地质大学(北京);2005年
8 王燕杰;基于模糊物元分析的煤与瓦斯突出预测[D];太原理工大学;2011年
9 韩光;煤和瓦斯突出的气固耦合机理及分析[D];辽宁工程技术大学;2005年
10 蔡晓明;基于地理信息系统的煤矿瓦斯突出预测研究[D];昆明理工大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978