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注液冻结法在石门揭煤中防突作用的可行性研究

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煤炭学报 2010年第6期35卷 937-941页

作者：冯涛谢雄刚刘辉黄存捍湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

根据人工冻结工程实践和注液冻结法的防突原理,通过冻结成型煤样力学实验,获取冻结煤层抗压强度等力学参数,定量分析了突出煤层注液冻结后力学性能和卸压区安全宽度的变化。根据煤层瓦斯含量公式,计算出不同冻结温度下煤层瓦斯压力。从... 详细信息

根据人工冻结工程实践和注液冻结法的防突原理,通过冻结成型煤样力学实验,获取冻结煤层抗压强度等力学参数,定量分析了突出煤层注液冻结后力学性能和卸压区安全宽度的变化。根据煤层瓦斯含量公式,计算出不同冻结温度下煤层瓦斯压力。从降低煤层瓦斯压力、提高煤层力学性能、增大卸压区强度及减小瓦斯突出危险系数等方面论证了注液冻结法作为石门揭煤防突方法的可行性。

关键词：注液冻结法石门揭煤煤与瓦斯突出煤层力学性能瓦斯压力

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石门揭露突出煤层冻结温度场的实验研究

煤炭学报 2011年第11期36卷 1884-1889页

作者：冯涛谢雄刚刘河清湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 贵州大学矿业学院贵州贵阳550004

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,设计了室内水泥槽模型煤体冻结实验,分析了注液冻结后水泥槽中煤体温度、物理力学性能与冻结时间的关系。实验表明:槽中煤体形成以冻结管中心为圆心、半径为R沿径向随时间扩展的冻煤圆柱。槽中煤... 详细信息

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,设计了室内水泥槽模型煤体冻结实验,分析了注液冻结后水泥槽中煤体温度、物理力学性能与冻结时间的关系。实验表明:槽中煤体形成以冻结管中心为圆心、半径为R沿径向随时间扩展的冻煤圆柱。槽中煤、瓦斯和水三相体最终变成坚硬冻结体,极大提高了其抗压强度和弹性模量等力学性能。实验论证了注液冻结石门揭煤工作面冻结区的形成,距离冻结管越近,煤体温度越低,最终能降到石门揭煤防突工程所需的-15℃煤层控制温度。

关键词：石门揭煤冻结区注液冻结煤与瓦斯突出

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煤与瓦斯突出过程中能量动态平衡

煤炭学报 2010年第7期35卷 1120-1124页

作者：谢雄刚冯涛王永黄寿元中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖南工学院安全与环境工程系湖南衡阳421008 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

通过建立突出煤层裂隙角联通道,分析了裂隙扩展条件和规律,建立了瓦斯流伯努利能量方程,分析了瓦斯突出过程中的能量消耗规模和类型。研究表明:瓦斯突出主要取决于瓦斯突出动力能量与消耗能量在动态酝酿过程中能否保持平衡。当瓦斯突出... 详细信息

通过建立突出煤层裂隙角联通道,分析了裂隙扩展条件和规律,建立了瓦斯流伯努利能量方程,分析了瓦斯突出过程中的能量消耗规模和类型。研究表明:瓦斯突出主要取决于瓦斯突出动力能量与消耗能量在动态酝酿过程中能否保持平衡。当瓦斯突出动力能量量变或者突变到某临界值,其值大于瓦斯流突破裂隙角联通道所需的消耗能量时,瓦斯突出就能瞬时或者延时发生。

关键词：煤与瓦斯突出动力能量消耗能量动态平衡裂隙角联通道

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爆破地震效应激发煤与瓦斯突出的监测分析

煤炭学报 2010年第2期35卷 255-259页

作者：谢雄刚冯涛杨军伟刘辉中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖南工学院安全与环境工程系湖南衡阳421008 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

以某突出矿井1261采煤工作面爆破为例,测试了该工作面前方卸压区和应力集中区的爆破振动速度和爆破振动频率;通过对现场测试数据的回归分析,得出了振动速度、爆破药量及地震波传播距离三者间的关系;采用"db7"小波法分析了爆破振动频谱... 详细信息

以某突出矿井1261采煤工作面爆破为例,测试了该工作面前方卸压区和应力集中区的爆破振动速度和爆破振动频率;通过对现场测试数据的回归分析,得出了振动速度、爆破药量及地震波传播距离三者间的关系;采用"db7"小波法分析了爆破振动频谱、能量分布及爆破地震效应对煤与瓦斯突出的激发影响。监测表明:工作面前方卸压区和应力集中区爆破地震效应较小,不能直接破坏该区煤体,但该区煤体获取爆破振动能量后,工作面瓦斯突出危险性将增大。根据煤与瓦斯突出能量方程和工作面条件,调整爆破方案,可以降低爆破地震效应对采掘工作面煤与瓦斯突出的激发程度。

关键词：爆破地震效应煤与瓦斯突出采掘工作面振动监测激发作用

矿井内因火灾的安全评价研究--基于熵值法和突变理论

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矿业安全与环保 2020年第2期47卷 120-124页

作者：殷涛谢雄刚贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025

针对矿井内因火灾的突发性、不确定性和高危害性等特点,提出熵值法和突变理论相结合的矿井内因火灾安全评价方法。选取人、物、环境和管理4个方面的因素建立了4级共20个评价指标的矿井内因火灾安全评价指标体系,运用熵值法判断各个指标... 详细信息

针对矿井内因火灾的突发性、不确定性和高危害性等特点,提出熵值法和突变理论相结合的矿井内因火灾安全评价方法。选取人、物、环境和管理4个方面的因素建立了4级共20个评价指标的矿井内因火灾安全评价指标体系,运用熵值法判断各个指标的权重,利用突变级数法计算突变级数值,避免了单一熵值法主观人为赋权的弊端。以陕西省红石岩煤矿为例,运用该评价方法对其进行了内因火灾安全评价,其评价结果符合该矿井的安全状况,验证了该评价方法的可行性、实用性。

关键词：矿井内因火灾熵值法突变理论安全评价评价指标体系

用Geostructure软件模拟预测断层的可行性

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煤炭学报 2006年第3期31卷 301-304页

作者：谢雄刚傅贵张江石湖南工学院安全与环境工程系湖南衡阳421101 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

为进一步查明井田开采区域内勘探空白区的断层情况,减少断层对煤矿企业生产的影响.提出用Geostructure软件来模拟预测断层.以澳大利亚North Goonyella矿井和郑煤集团超化矿井为应用实例,从断层数量、断层存在概率、降低断层风险3个方面... 详细信息

为进一步查明井田开采区域内勘探空白区的断层情况,减少断层对煤矿企业生产的影响.提出用Geostructure软件来模拟预测断层.以澳大利亚North Goonyella矿井和郑煤集团超化矿井为应用实例,从断层数量、断层存在概率、降低断层风险3个方面,通过反向分析比较,论证了Geostructure软件模拟预测断层的可行性.结合3D-GIS技术将预测出的断层的空间位置用三维坐标在井田区域内表示出来,大大降低了煤矿企业开采中的风险.

关键词： Geostructure软件模拟预测断层

永盛煤矿南井主采煤层煤与瓦斯突出危险性评估

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煤矿安全 2012年第8期43卷 133-135页

作者：谢雄刚余照阳贵州大学矿业学院贵州贵阳550004

选用永盛煤矿南井主采2#和9#煤层作为研究对象,根据该煤层最大瓦斯压力和煤样瓦斯基本参数测试结果,评估其突出危险性。测试结果表明:永盛煤矿南井2#和9#煤层突出危险性单项指标和综合指标均超过了《防治煤与瓦斯突出规定》规定的临界值... 详细信息

选用永盛煤矿南井主采2#和9#煤层作为研究对象,根据该煤层最大瓦斯压力和煤样瓦斯基本参数测试结果,评估其突出危险性。测试结果表明:永盛煤矿南井2#和9#煤层突出危险性单项指标和综合指标均超过了《防治煤与瓦斯突出规定》规定的临界值;该井田范围内无明显直达地面的断裂构造,瓦斯难以从构造带释放;煤层埋藏较深且上覆岩层大多为透气性差的岩层,瓦斯保存条件较好。分析确定永盛煤矿南井2#、9#煤层为具有煤与瓦斯突出危险性煤层。

关键词：瓦斯参数临界值煤与瓦斯突出评估

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静态膨胀剂膨胀开裂突出煤层的测试研究

煤炭学报 2016年第10期41卷 2620-2625页

作者：谢雄刚刘锦伟王磊方井贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025 安标国家矿用产品安全标志中心北京100042

通过实测某矿井1235运输巷M3突出煤层的静态膨胀开裂效果,获得了抽放孔内壁静态膨胀力及膨胀开裂裂隙内窥图,现场验证了静态膨胀开裂突出煤层的可行性。现场实测得出：随着膨胀孔内静态膨胀剂水化反应发展,临近膨胀孔的抽放孔内壁产生... 详细信息

通过实测某矿井1235运输巷M3突出煤层的静态膨胀开裂效果,获得了抽放孔内壁静态膨胀力及膨胀开裂裂隙内窥图,现场验证了静态膨胀开裂突出煤层的可行性。现场实测得出：随着膨胀孔内静态膨胀剂水化反应发展,临近膨胀孔的抽放孔内壁产生逐步增大的静态膨胀力并达到峰值,随后静态膨胀力逐步减小并最终消失;同一钻孔直径测试方案中,方案Ⅰ产生静态膨胀力的峰值最大,三种不同钻孔直径测试方案中,Ф94 mm膨胀孔产生的静态膨胀力峰值最大;本次测试条件下,合理的孔间距与钻孔直径比值μ=14～15;相同的μ值测试方案中,随着钻孔直径增大,抽放孔内壁膨胀开裂效果呈明显上升趋势。

关键词：突出煤层静态膨胀力内窥图膨胀开裂效果

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石门揭露冻结煤层瓦斯突出过程的数值模拟

煤矿安全 2012年第9期43卷 4-6页

作者：谢雄刚冯涛余照阳贵州大学矿业学院贵州贵阳550004 湖南工学院安全与环境工程系湖南衡阳421008

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,根据煤与瓦斯突出与煤层力学性能、煤层冻结温度之间的关系,结合人工冻结工程实践,采用岩石破裂过程分析RFPA2D系统,确定模型尺寸和边界条件,建立了石门揭露冻结煤层过程气固耦合数学模型。设定... 详细信息

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,根据煤与瓦斯突出与煤层力学性能、煤层冻结温度之间的关系,结合人工冻结工程实践,采用岩石破裂过程分析RFPA2D系统,确定模型尺寸和边界条件,建立了石门揭露冻结煤层过程气固耦合数学模型。设定冻结温度下煤层的单轴抗压强度、弹性模量及瓦斯压力等相关参数,数值模拟了不同冻结温度下龙家山煤矿-400 m水平2#石门揭露6#煤层过程。数值模拟表明:当6#煤层温度降为-10～-20℃时,该石门揭煤工作面突出危险性将大为降低。综合冻结时间、能源消耗和防突效果,选定-10℃作为该石门揭露冻结煤层控制温度,可以提高突出矿井石门揭煤工程的经济效益。

关键词：石门揭煤冻结煤层煤与瓦斯突出数值模拟