煤巷掘进过断层应力变化规律数值模拟研究

以钱家营煤矿5~#煤层巷道掘进过AF_(41)和AF_(42)逆断层为例,采用FLAC^(3D)模拟了巷道掘进围岩应力分布及变化规律。结果表明:断层附近煤岩体初始垂直应力较大,构造应力影响范围为30 m;随着巷道掘进,断层附近围岩应力逐渐增大,应力集中程度更加显著;对于逆断层而言,沿断层下盘向断层掘进更容易导致应力集中,将更容易引起冲击地压。研究结果将为有断层赋存的复杂地质环境中巷道支护和安全掘进提供理论指导。

夹矸对煤层瓦斯抽采影响的数值模拟研究

为解决含夹矸煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立瓦斯抽采的煤岩体变形控制方程、瓦斯运移控制方程和孔隙率与渗透率演化方程,结合瓦斯抽采的初始及边界条件,推导出了瓦斯抽采固气耦合模型。利用多物理场分析软件COMSOL Multiphysics,并结合某矿IV13煤层的实际地质条件,对煤层单一抽采钻孔周围煤体的瓦斯压力、渗透率、位移的分布规律进行了数值模拟与分析,确定了含夹矸煤层瓦斯抽采钻孔的孔间距,从而为含夹矸煤层抽采钻孔的优化布置提供了依据。研究结果表明,在瓦斯抽采过程中,随着煤体距钻孔距离的减小,煤层不含夹矸时钻孔周围煤体瓦斯压力下降幅度、渗透率上升幅度最小,钻孔周围煤体位移量最大;钻孔未穿过夹矸时钻孔周围煤体瓦斯压力下降幅度、渗透率上升幅度最大,钻孔周围煤体位移量最小。

钻孔倾角对煤体应力及变形破坏的影响数值模拟研究

基于谢一矿C_(13)煤层的实际地质条件,建立了考虑D-P准则的钻孔数值模型,利用Comsol Multiphysics软件分别对不同钻孔倾角下孔洞周围应力场、位移场、塑性区分布规律进行数值模拟与分析。

基于Klinkenberg效应的水力冲孔有效半径数值解算方法

根据瓦斯渗流场、地应力场与煤体变形场之间的耦合关系,建立了考虑Klinkenberg效应的瓦斯运移气固耦合模型。进行了不同出煤量条件下水力冲孔耦合模型的数值模拟研究,结果表明:水力冲孔有效半径随抽采时间与出煤量的增加而增加;Klinkenberg效应对低透气性煤层中瓦斯的运移起促进作用,随着抽采时间的增加其促进作用愈加显著;煤层瓦斯压力的降低促使煤体骨架受到的有效应力增加,煤体内孔隙被压缩,导致孔隙率与渗透率的降低。

省级检测技术机构推进市场化改革初探

省级检测技术机构是国家检测技术实力的代表者和"晴雨表",也是改革、整合、发展、质量提升的关键一环。加快省级检测技术机构改革发展,亟待坚持以问题为导向,破除体制性、机制性障碍,在破立、收放、利弊中求取舍;通过破藩篱、促四化、创品牌形成鲜明的改革路径,促进省级检测技术机构迅速做大做强,因地制宜走好内涵式和品牌化发展道路。

瓦斯抽采钻孔喷涂式封孔技术

瓦斯抽采钻孔封孔质量是影响瓦斯抽采及消突效果的关键因素。针对当前被动式封孔质量差、钻孔抽采瓦斯浓度低,主动式封孔过程繁琐等问题,提出了一种瓦斯抽采钻孔喷涂式封孔技术。钻孔施工完成后,将气动深孔离心喷杯式高转速喷头送入钻孔预设位置,同时启动封孔材料预热系统,待喷涂式封孔材料温度稳定在70~80℃时,打开气动式吸料泵,将封孔材料吸入并通过喷头混合喷出,使其固化于钻孔内壁;通过四象限位滑道结构系统引导喷头自孔底向孔口移动,完成喷涂式封孔作业;在钻孔口用聚氨酯发泡材料固定2.0~3.0 m的PVC堵头,而后连接抽采系统即可。现场应用效果表明:新型喷涂式封孔材料具有液态速凝、密封性好、黏结性强、阻燃、高韧性、高强度等优点,可在瓦斯抽放钻孔内快速反应、固化,并生成高强度、高韧性的阻燃密封薄膜;利用喷涂式封孔工艺及装置能实现煤层钻孔自动化密封;与聚氨酯封孔技术相比,采用喷涂式封孔技术后瓦斯抽采体积分数提高了19%,单孔封孔成本节约了53%,单孔封孔时间节省了50%。

国有检验检测技术机构改革发展研究

本文结合国有检验检测技术机构的现状及面临的形势,分析了其发展中存在的问题,并提出了改革应对措施。

近距离突出煤层群水力冲孔卸压瓦斯抽采及效果评价研究

为高效评价近距离突出煤层群水力冲孔卸压瓦斯抽采效果,基于弹性力学、渗流力学和Klinkenberg效应等理论,建立了包含煤岩变形、瓦斯运移、孔隙率和渗透率演化数学方程的低透气性含瓦斯煤气固耦合模型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件模拟分析了近距离突出煤层群水力冲孔钻孔周围煤体瓦斯压力与孔径之间的时空演化规律;基于质量守恒定律建立了近距离突出煤层群瓦斯抽采有效影响半径理论计算公式,并在贵州盘江煤电集团公司松河煤矿进行了工程试验及应用。得到以下结论:1)水力冲孔后,近距离煤层群各煤层的瓦斯抽采变化规律基本同步,水力冲孔的孔洞半径越大,影响半径越大,瓦斯抽采效果越好;2)现场试验结果显示,水力冲孔显著地改善了煤层瓦斯卸压抽采效果,且距离水力冲孔的孔洞越近,增透与卸压效果越好,瓦斯抽采体积分数和流量越大,考察孔对比结果确定了松河煤矿水力冲孔卸压抽采70 d的有效影响半径为4~5 m;3)将现场数据代入近距离突出煤层群瓦斯抽采有效影响半径理论公式中,得到的结果与数值模拟结果近似表明该理论公式的可行性。研究结果对近距离低渗透煤层群的瓦斯治理及效果评价具有良好的指导意义。