瓦斯压力对急倾斜煤层放顶煤的作用机理分析

应用煤岩流体力学理论分析了煤体内孔隙瓦斯压力对急倾斜煤层顶煤破碎的作用 ,孔隙瓦斯压力能降低煤体强度和弹性模量 ,利用其作用于煤体的开裂模式 ,使顶煤产生层裂 。

煤体有效应力规律的实验研究

通过不同围压、不同孔隙瓦斯压力下煤的三轴压缩试验结果，证明了等效孔隙压力系数（α）是体积应力与孔隙压力的双线性函数。该经验函数能较好地描述含气煤体在孔隙压力作用下的力学变形性态，使固气耦合问题的数值分析更逼近实际。

工作面前方煤体卸压区范围及瓦斯抽采应用

根据卸压区水平方向的应力平衡方程,结合Mohr-Coulomb准则,推导了包含孔隙瓦斯压力的卸压区宽度计算公式。由某矿N2105工作面相关参数值,理论计算了采煤工作面前方卸压区宽度。采用钻孔应力传感器实测了采煤工作面前方卸压区宽度,实测值与理论计算值基本吻合。在卸压区内,瓦斯涌出量大大增加,表现为卸压增透效应。根据卸压区范围和钻孔失效距离,给出了不同偏角下的钻孔卸压瓦斯抽采量计算公式。结合N2105工作面现场条件,考虑钻孔成孔率及盲区因素,确定了合理钻孔偏角。

煤层瓦斯抽采钻孔失稳的延迟效应分析

针对富含节理裂隙的煤层瓦斯抽采钻孔结构失稳的延迟现象,分析了瓦斯抽采钻孔周边的瓦斯流场和节理裂隙场。研究表明钻孔结构失稳是由瓦斯孔隙压力和节理裂隙共同影响的;瓦斯孔隙压力的变化会影响节理裂隙表面的正应力,增加节理裂隙发育、扩展、破坏的可能性,宏观表现为钻孔结构的失稳;瓦斯抽采钻孔结构失稳时间上的延迟效应内因是由于煤层节理裂隙的存在,外因则是煤层节理裂隙中瓦斯孔隙压力的变化。最后结合实例说明瓦斯抽采钻孔结构延迟失稳能造成瓦斯抽采浓度、抽采流量的大幅度下降等问题。