“煤矿瓦斯灾害智能防控理论与技术”专刊

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“煤矿瓦斯灾害智能防控理论与技术”专刊

来源：煤矿安全

专刊为《煤矿安全》2022年第10期，共34篇。翟成教授任客座主编。

行业视野: 安全
类别; 157个
关键词; 149位
专家; 34篇
论文; 5867IP
点击量; 3958次
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交叉叠置保护层工作面重复采动卸压效应研究

作者(Author)：徐超, 杨港, 付强, 王逸夫, 马思博, 赵伟, 郭海军

摘要：为了研究交叉叠置保护层工作面重复采动的卸压效应，以新景矿芦南分区15303和8123交叉叠置保护层工作面为对象展开研究，通过建立FLAC3D数值模型，模拟了8#单一下保护层开采条件下以及8#、15#煤层交叉叠置保护层工作面开采条件下3#被保护煤层的塑性区、地应力及膨胀变形演化规律，并在现场进行了卸压效果考察。结果表明：交叉叠置工作面开采之后，被保护层应力状态呈现非均匀的分布状态，在平面上可以分为5个区域，分别为：充分卸压区、非充分卸压区、应力弱集中区、应力强集中区和原岩应力区；在两保护层工作面重叠区域内，被保护层的应力集中程度降低，卸压区域内的卸压程度增加，两工作面垂直交叉的4个交点区域，被保护层的应力集中程度大幅升高；交叉叠置工作面的卸压效果明显优于单一保护层开采。

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煤矿安全

2022年第10期

163

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电阻率法测试煤体中水分运移距离的可行性探析

作者(Author)：岳基伟, 李怀宾, 王兆丰, 石必明, 王春光, 申晓静

摘要：为了定量测试水分在煤体内的运移距离，开发了电阻率测试技术并探讨了其可行性。研究结果表明：采用分层布置电极的方法与显色指示剂法所测试的水分运移距离均随时间的增加而增加；随着时间的增加，煤样电阻率的变化分为突变过程、快变过程、渐变过程，电阻率法与显色指示剂法所测试的运移距离基本一致，相对误差在-4.2%～5.8%之间；可采用布置梳状电极、布置分层电极、一端竖向打孔布置测试电极的方法分别对无加载围压柱状样品、加载轴压/周围被约束样品及加载轴压/围压样品进行运移距离测试。

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2022年第10期

142

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低透煤层液态CO2压裂增透理论与成套技术

作者(Author)：樊世星, 文虎, 童校长, 吴学明, 陈建, 张铎

摘要：低透煤层液态CO2压裂兼具裂隙改造和驱替置换的双重瓦斯强化抽采作用，是一项易于与其他技术联合使用，具有规模化应用潜力的增透技术。提出了低透煤层液态CO2压裂增透理论体系及成套技术框架；依据应力叠加原理和最大拉应力准则，考虑压注过程液态CO2相态变化和低黏强渗透性，建立了液态CO2压裂起裂压力确定模型；以I型断裂准则为裂缝扩展判别条件，建立了恒定注液流量下压裂孔口压力与裂缝扩展距离之间的量化表征关系，阐明了注液压力、压裂液黏度、裂缝产状对裂缝扩展的影响规律。依此为基础，提出了决定液态CO2压裂增透煤层成套装备性能的4个关键参数及其计算方法，研制了国内首套井下压裂增透成套装备，研发了压裂增透施工工艺，分别在淮南矿区、彬长矿区等进行了推广应用。

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煤矿安全

2022年第10期

191

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含瓦斯煤渐进破坏极限失稳研究

作者(Author)：邵文琦, 马桂霞, 周爱桃, 武俊超

摘要：为了研究含瓦斯煤渐进破坏极限失稳问题，基于含瓦斯煤强度折减法，并借助有限元数值模拟软件，对强度折减极限安全系数以及含瓦斯煤渐进破坏极限失稳过程进行分析。研究结果表明：含瓦斯煤强度折减参数修正可以表征瓦斯对于煤体的弱化作用，适用于数值模拟软件中分析煤体渐进破坏极限失稳过程；强度折减极限安全系数受围岩、瓦斯压力、外部载荷、煤泊松比等因素影响，极限安全系数值越小，代表煤体更容易达到失稳破坏状态；在强度折减过程中，含瓦斯煤状态演化分为初始损伤、渐进破坏、极限失稳3个阶段。

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2022年第10期

350

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钻孔水射流冲击煤岩损伤特性模拟研究

作者(Author)：张少奇, 高亚斌, 曹敬, 韩培壮, 郑豪, 任杰

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2022年第10期

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基于能量理论的含瓦斯煤体突出失稳倾向分析

作者(Author)：卢守青, 李铭杰, 司书芳, 撒占友, 刘杰, 王成凤, 贝太彪, 石将

摘要：为了分析构造煤的非稳态扩散特性对构造煤体能量失稳评判的影响，利用稳态和非稳态瓦斯扩散模型，建立了原生煤和构造煤的初始瓦斯扩散系数与压力的函数关系式；基于现有的能量公式，构建了煤体的吸附和游离瓦斯膨胀能的计算模型；分析了埋深与突出能量的关系，探讨了不同埋深条件煤体的突出能量失稳倾向性，获得了构造煤层突出临界埋深为190 m；最后通过现场瓦斯动力现象对结论的准确性进行了验证。

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煤矿安全

2022年第10期

140

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不同温度和含水率条件下CH4和CO2吸附热力学特性的分子模拟

作者(Author)：李子文, 白岩松, 蔚宏进, 高亚斌

摘要：为了进一步明确CH4和CO2在煤中的吸附热力学特性，采用巨正则系综蒙特卡洛方法模拟CH4和CO2在不同温度、不同含水率煤中的吸附行为。结果表明：煤分子中CH4/CO2的吸附量随温度的升高和含水率的增加而降低，通过双组分吸附量的对比，发现高温和水分子的存在均不利于CO2驱替CH4;CH4的平均吸附热和温度、含水率呈负相关关系，CO2的平均吸附热和温度呈负相关关系，和含水率呈正相关关系，水分子更倾向于和CO2进行反应；CH4/CO2的吸附势整体和温度、含水率呈负相关关系，当压力较低时，随着温度的升高，CO2的吸附势有微弱的增加；CH4/CO2的吸附熵随温度的升高而增加，随含水率的增加而降低，水对CO2的影响要强于CH4，双组分注入时，水分子的存在使得整个系统更加稳定，不利于CH4的产出。

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煤矿安全

2022年第10期

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基于“管网解算-遗传算法寻优”的瓦斯抽采管网优化技术

作者(Author)：龚选平, 周爱桃, 范席辉, 成小雨, 朱立成

摘要：为实现矿井瓦斯抽采管网管径优化方案智能决策，基于图论原理构建瓦斯抽采管网图论模型，以管网瓦斯-空气混合流动模型为基础，实现具体管径管网解算；以最小管网投资为目标函数，管径为决策变量，建立瓦斯抽采管网管径优化模型；基于整数编码的遗传算法，得到了刘庄煤矿西侧抽采区域管径优化方案。结果表明:通过遗传算法优化后的管径组合在经济性和抽采效果上都优于流速法，优化后抽采端的抽采负压满足抽采要求，管网成本减少48.3万元。

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2022年第10期

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