28篇“矿井瓦斯”热文深度剖析：如何抓住领域研究热点？

长期以来，科学前沿的重点领域和方向一直是科学家团体、科技规划部门、科技行业管理者、产业经济界等密切关注的问题。而对学术论文、学术关系等的计量分析，可以揭示学科发展趋势，展现重点领域和方向。为此《煤炭科学技术》编辑部从近3年来发表的100余篇“矿井瓦斯”论文选出28篇具有前瞻性的论文，通过提炼研究创新点，助力科学家快速抓住领域研究热点。

行业视野: 煤层气
类别; 128个
关键词; 131位
专家; 28篇
论文; 13979IP
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近距离煤层群煤与瓦斯高效共采技术体系研究———以山西吕梁沙曲矿区为例

作者(Author)：程志恒, 陈亮, 邹全乐, 王宏冰, 浦仕江, 齐庆新, 梁椿豪, 樊少武, 苏士龙, 闫大鹤

摘要：为掌握近距离煤层群叠加开采的应力-裂隙-瓦斯渗流规律，构建近距离煤层群煤与瓦斯高效共采技术体系及动态评价模型，以山西吕梁沙曲矿区为研究对象，采用物理相似模拟、超声波试验及SF6示踪气体现场监测相结合的研究方法，分析了沙曲矿区近距离煤层群煤层气资源的赋存特点，探究了沙曲矿区近距离煤层群多次扰动下煤岩损伤变量随应力的变化规律，建立了Boltzmann煤岩损伤方程，得出了沙曲矿区近距离煤层群叠加开采条件下采动应力演化-裂隙发育-瓦斯运移规律。研究结果表明：沙曲矿区煤层的孔裂隙结构特征不利于瓦斯运移，在近距离煤层群叠加开采条件下二次采动对于覆岩应力场和裂隙场的影响并非简单的效果叠加，而是“1+1＞2”的影响效果，下覆煤层在叠加开采下产生了贯穿型裂隙，并在其周围衍生了大量的次生裂隙，为煤层瓦斯运移提供了优势通道；根据沙曲矿区煤-气共采不同阶段的时空条件和消突要求，分区分级优选并集成了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术体系，即在规划区采用多种地面井规模化多煤层长时间预抽煤层气，在准备区采用多分支水平井井孔定向对接共采和保护层开采+底抽巷定向钻孔群抽采，在生产区采用大采高沿空留巷共采及大直径定向钻孔群共采技术；通过分析煤与瓦斯共采的影响因素，提出了近距离煤层群煤与瓦斯共采动态评价指标体系，建立了贝叶斯煤与瓦斯共采评价模型，实现了对沙曲矿区煤与瓦斯共采效果及矿井部署合理性的评价，得出沙曲一矿煤与瓦斯共采动态合理性概率为0.65、共采合理性等级为“较为合理”；最后阐述了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术存在的关键问题，展望了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术未来发展方向。

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煤炭科学技术

2021年第02期

929

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煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

作者(Author)：程远平, 周红星

摘要：煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个“四位一体”综合防突措施的关键环节，对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定，包括地应力指标和瓦斯指标，是通过现场反复测试、试验确定的；而现今的突出防治管理模式不支持这种方法，故只能采取实验室试验研究，主要是针对瓦斯相关指标的研究，结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭8煤、祁南3煤、朱仙庄10煤、童亭7煤和新景3煤等6个煤样，煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤，试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W，瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K1和Δh2，以及钻屑瓦斯解吸指标K1与Δh2之间的关系规律。结果表明：突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系，但各煤样的这种对应关系是变化的，国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应，也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度，不同变质程度煤层很难存在统一的临界值；应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系，结合突出煤层的实际，如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等，可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时，未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求，进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标，以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。

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煤炭科学技术

2021年第01期

736

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寺家庄矿综采工作面顶板走向高抽巷合理层位研究

作者(Author)：朱红青, 霍雨佳, 方书昊, 郭晋麟

摘要：阳煤集团寺家庄矿15106综采工作面瓦斯涌出量较大且具有突出危险性，针对该工作面上隅角瓦斯易超限的难题，基于工作面上覆岩层破坏的“O”型圈理论，提出了沿走向在顶板布置高抽巷进行瓦斯抽采的方法。为了探究高抽巷布置的最佳区域，首先应用理论计算及材料相似模拟的方法，得到采空区垮落带高度为0～20 m，裂隙带高度为20～60 m，弯曲下沉带高度为60 m以上；“O”型圈的导气裂隙圈在采动侧长为20 m；沿走向方向，开切眼侧破断角基本稳定在60°，回采侧破断角在43°～68°处波动，平均55°；当工作面推进距离与工作面长度相同时，沿倾向方向进风巷和回风巷破断角均为58°。应用Fluent软件分别模拟高抽巷与煤层顶板垂距为20、30、40 m，与回风巷内错距为30、40、50 m时的抽采效果，结果表明：高抽巷垂距为30 m、内错距40 m时，高抽巷内瓦斯体积分数最高，为21.2％，上隅角瓦斯体积分数最低，为0.54％。将试验所得方案应用于现场实践后，在回采初期，由于大裂隙尚未形成，上隅角瓦斯体积分数存在超限危险，随着工作面的推进，风排瓦斯量逐渐减小，高抽巷抽采瓦斯量逐渐升高；在进入正常抽采期后，上隅角瓦斯体积分数平均值约为0.6％，与模拟所得结果基本相符，该方案能够大幅缓解风排瓦斯的压力，有效解决上隅角瓦斯超限的问题。

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煤炭科学技术

2021年第01期

368

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底板岩巷穿层钻孔一孔多用瓦斯抽采时效性研究

作者(Author)：王兆丰, 席杰, 陈金生, 李学臣, 李艳飞, 马雄伟

摘要：为了提高穿层钻孔的利用率，基于煤岩动力学行为下的采动裂隙场和应力场演化规律，提出全生命周期的底板岩巷穿层钻孔一孔多用瓦斯抽采技术，即按先后顺序实现采前预抽、边采边抽以及采空区瓦斯抽采功能。以古汉山矿1604综采工作面为例，进行现场试验。结果表明：一孔多用试验钻孔的抽采效果具有明显的时变特性,为定性定量分析试验钻孔的抽采时效性规律，根据抽采纯量变化将抽采全生命周期划分为初始预抽增流期、高效预抽期、预抽快速衰减期、高效卸压增流期、低流枯竭期、采后纯量回升期和采后衰减低流期7个阶段；高效预抽期是全生命抽采周期中最关键的阶段，其次为高效卸压增流阶段，平均瓦斯抽采纯量可达到在预抽高效期钻孔平均瓦斯抽采纯量的61.4%；确定前方距离工作面70 m至后方距离工作面40 m范围内为穿层钻孔受采动卸压影响区，工作面超前35～40 m，抽采浓度和纯量最大；在边采边抽阶段，距离采面前方20～70 m的试验钻孔平均抽采纯量比卸压前提高5倍；古汉山矿底板岩巷穿层钻孔采前预抽合理抽采天数为260 d，边采边抽有效抽采期为46 d，采空区瓦斯抽采有效抽采期为26 d。通过一孔多用的底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采实现了预抽达标和降低工作面瓦斯涌出的目标，具有良好的推广应用价值。

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煤炭科学技术

2021年第01期

317

860