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河南理工大学学报（自然科学版） 2016年第4期35卷 476-481页

作者：左伟芹白亚鹏刘明举河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地河南焦作454000 武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室湖北武汉430072

为研究采掘应力对顺层瓦斯抽采孔孔径的影响,建立考虑煤的塑性软化的黏弹塑性模型,得到钻孔孔径表达式,运用钻屑法研究煤体内采掘应力分布规律。以鹤壁八矿3103北工作面为例,对比分析了相同采掘应力作用下软、硬煤层内顺层钻孔孔径的时... 详细信息

为研究采掘应力对顺层瓦斯抽采孔孔径的影响,建立考虑煤的塑性软化的黏弹塑性模型,得到钻孔孔径表达式,运用钻屑法研究煤体内采掘应力分布规律。以鹤壁八矿3103北工作面为例,对比分析了相同采掘应力作用下软、硬煤层内顺层钻孔孔径的时空演化规律。结果表明,在松软煤层内实施顺层钻孔,钻孔形成初期在应力集中区域极易形成塌孔,随着时间的推移,应力集中区钻孔逐渐被压实,甚至在原始应力区也出现塌孔现象,瓦斯抽采通道急剧破坏,导致松软煤层钻孔难以保持长时间高体积分数抽采;在硬煤层内实施顺层钻孔,孔径随着时间的推移有所缩小,但依然处于稳定状态,未发生堵孔现象,瓦斯抽采通道顺畅,硬煤层钻孔能保证较长时间的高体积分数抽采。因此,充分考虑采掘应力对具体煤层孔径影响,为钻孔稳定性防护提供依据,对提高瓦斯抽采效果具有重要意义。

关键词：采掘应力钻屑瓦斯抽采孔钻孔孔径时空演化

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基于采掘应力增量的瓦斯压力演化规律研究

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矿业安全与环保 2021年第6期48卷 1-5页

作者：张士岭瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为研究采掘应力作用下工作面煤体瓦斯压力的变化规律,借鉴土力学渗流固结模型,设计了一种由钢筒、活塞、弹簧组成的试验装置,形象地模拟采掘应力作用下瓦斯和煤体骨架的受力过程及相互作用,进而提出超静瓦斯压力与超静瓦斯压力系数。通... 详细信息

为研究采掘应力作用下工作面煤体瓦斯压力的变化规律,借鉴土力学渗流固结模型,设计了一种由钢筒、活塞、弹簧组成的试验装置,形象地模拟采掘应力作用下瓦斯和煤体骨架的受力过程及相互作用,进而提出超静瓦斯压力与超静瓦斯压力系数。通过对轴对称应力状态下瓦斯和煤体骨架的应力、体积应变及相互关系进行理论分析,结合井下煤体采掘应力分布规律,得出超静瓦斯压力与支承压力的关系式。研究结果表明:超静瓦斯压力不同于静瓦斯压力,其是由采掘应力引起的瓦斯压力增量。采掘应力刚发生时,超静瓦斯压力达到最大,随着渗流的进行,超静瓦斯压力不断消散,附加应力逐步转移到煤体骨架上,煤体有效应力增大。超静瓦斯压力与煤体支承压力呈正比关系,比例系数即为超静瓦斯压力系数,其与煤体骨架体积压缩系数呈正比关系,与孔隙率、瓦斯体积压缩系数呈反比关系。

关键词：采掘应力超静瓦斯压力有效应力支承压力体积压缩系数

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甜水堡煤矿泥化顶板迎采巷道分段加固技术

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煤矿支护 2024年第1期 29-36页

作者：曹宏亮薛远航罗瑞张科王旭锋申成杨李泽鹏甘肃万胜矿业有限公司甘肃庆阳745700 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州221116 中国平煤神马集团炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室河南平顶山467000

为了解决甜水堡煤矿1309回风巷迎采掘进过程中应力复杂、泥化顶板支护困难等问题,采用现场观测和数值模拟的方法,分析了巷道掘进过程中“采-掘”应力场演化特征,确定了工作面动压影响范围为60~-150m,根据采掘阶段巷道应力环境的变化情... 详细信息

为了解决甜水堡煤矿1309回风巷迎采掘进过程中应力复杂、泥化顶板支护困难等问题,采用现场观测和数值模拟的方法,分析了巷道掘进过程中“采-掘”应力场演化特征,确定了工作面动压影响范围为60~-150m,根据采掘阶段巷道应力环境的变化情况将巷道分为巷道已掘段、实体煤掘进阶段、采掘动力影响阶段、压力稳定段4个不同的动压影响阶段。依据1309回风巷支护方案,提出了采用高应力锚索为主的分段动态加固技术。现场实践证明,采用该技术后巷道围岩变形得到良好的控制,保障了巷道安全稳定。

关键词：采掘应力围岩控制巷道变形

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蠕变条件下顺层钻孔抽采负压分布研究

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煤矿安全 2016年第9期47卷 8-11页

作者：白亚鹏左伟芹刘明举河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 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培育基地河南焦作454000

为了探明采掘应力作用下顺层钻孔抽采负压分布规律,基于钻屑法分析得到预抽工作面煤体采掘应力分布规律。根据煤体塑性软化特性,建立了钻孔周围煤体蠕变模型;运用煤层瓦斯赋存与流动相关理论,建立了钻孔周围瓦斯流动模型;借鉴管道气体... 详细信息

为了探明采掘应力作用下顺层钻孔抽采负压分布规律,基于钻屑法分析得到预抽工作面煤体采掘应力分布规律。根据煤体塑性软化特性,建立了钻孔周围煤体蠕变模型;运用煤层瓦斯赋存与流动相关理论,建立了钻孔周围瓦斯流动模型;借鉴管道气体流动相关理论,建立了钻孔内瓦斯流动模型,分别得到了孔径变形规律、涌入钻孔瓦斯量、钻孔内负压计算公式。以鹤壁八矿为例,解算了3103工作面顺层钻孔抽采负压分布。结果表明：瓦斯抽采第1天~第5天,孔口孔底压差从260 Pa增加到3.3 k Pa;随抽采时间推移,第7天,钻孔内出现负压值为0区段,即瓦斯抽采空白段;第9天,钻孔内几乎无抽采负压。

关键词：钻屑量采掘应力钻孔蠕变抽采负压分布顺层钻孔

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蠕变作用下顺层预抽瓦斯钻孔内负压分布规律研究

蠕变作用下顺层预抽瓦斯钻孔内负压分布规律研究

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作者：白亚鹏河南理工大学

学位级别：硕士

钻孔预抽煤层瓦斯在区域防突中得到广泛应用,抽采负压在瓦斯抽采过程中有两种作用:第一,要把煤层中瓦斯引流到钻孔中,第二,要把钻孔内的瓦斯引出钻孔进入抽采管路。由于钻孔内瓦斯流动产生沿程阻力和孔径不均衡变形产生局部阻力,导致孔... 详细信息

钻孔预抽煤层瓦斯在区域防突中得到广泛应用,抽采负压在瓦斯抽采过程中有两种作用:第一,要把煤层中瓦斯引流到钻孔中,第二,要把钻孔内的瓦斯引出钻孔进入抽采管路。由于钻孔内瓦斯流动产生沿程阻力和孔径不均衡变形产生局部阻力,导致孔内抽采负压下降甚至出现正压的现象。学者对顺层钻孔内负压分布进行研究,主要采用现场实测方法和数学模型方法。综合分析,实测法具有很强的针对性和准确性,但操作较为复杂;预抽工作面位于采掘应力影响范围内,数学模型大多未考虑采掘应力作用下孔径蠕变变形,模拟的结果与实际存在一定差距。因此,探明蠕变作用下钻孔内负压分布规律利于优化煤层瓦斯抽放,对高效抽采及消突具有重要意义。论文采用钻屑法研究预抽工作面采掘应力分布规律;建立预抽工作面钻孔周围煤体的弹塑性软化模型,并结合应力分布规律模拟钻孔孔径时空演化规律;建立的钻孔周围煤体瓦斯流动模型,应用Comsol Multiphysics软件模拟了钻孔周围煤体瓦斯压力,间接得到涌入钻孔瓦斯量;建立钻孔内瓦斯流动模型,得出蠕变作用下顺层预抽瓦斯钻孔内负压分布规律。论文主要结论如下:(1)孔径在采掘应力作用下出现不同程度缩小,在卸压区出现一定程度缩小;应力集中区在短时间内出现塌孔现象;原始应力区短时间内出现明显缩孔,并在一段时间后出现塌孔现象。(2)鹤壁八矿3103工作面钻孔瓦斯抽采第1天5天,孔口孔底压差从260Pa增加到3.3kPa;随抽采时间推移,第7天,钻孔内出现负压值为0区段,即瓦斯抽采空白段;第9天,钻孔内几乎无抽采负压。

关键词：采掘应力钻孔蠕变瓦斯抽采负压分布

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