連續(xù)沖擊條件下煤體瓦斯釋放效應(yīng)試驗研究.pdf

1、瓦斯不但對煤礦安全高效開采的構(gòu)成重大危害，而且又是一種對溫室效應(yīng)貢獻很大的氣體，向大氣中的直接排放顯然與全球控制溫室氣體數(shù)量的努力背道而馳，同時，瓦斯也是一種清潔能源，搞好瓦斯抽采，改善我國“貧油、少氣、富煤”特有的能源結(jié)構(gòu)，具有很重要的意義。隨著煤炭開采深度逐年增加，深部煤層瓦斯的高吸附、低滲透性對實施瓦斯抽采變得更加困難，故本文開展了連續(xù)沖擊作用下煤體瓦斯釋放效應(yīng)的試驗研究，為豐富瓦斯吸附、解吸相關(guān)理論，提高煤體滲透性方法進行了相關(guān)

2、研究。
　　本論文在國內(nèi)外關(guān)于煤體瓦斯吸附、解吸的理論及各種提高煤體滲透性的方法研究基礎(chǔ)上，依托國家自然科學(xué)基金項目《聲波振動環(huán)境下煤體瓦斯解吸與放散機理研究》（編號:40972105）及《煤與瓦斯突出滲透失穩(wěn)機理研究》(編號:41272171)，以淮南礦區(qū)低滲透性、煤與瓦斯突出煤體為研究對象，運用實驗研究與理論推導(dǎo)相結(jié)合的方法，研究了連續(xù)沖擊作用下煤體瓦斯的釋放效應(yīng)，揭示了連續(xù)沖擊作用下煤體瓦斯的釋放機理，本論文主要研究的內(nèi)容及

3、所取得主要結(jié)論如下:
　　(1)含瓦斯似天然煤體在連續(xù)沖擊作用下，對吸附平衡、有效應(yīng)力及滲透性的影響。結(jié)果顯示:吸附態(tài)的瓦斯會在連續(xù)沖擊作用下，部分吸附態(tài)瓦斯會解吸成游離瓦斯，同時煤體的有效應(yīng)力會降低，煤體的滲透性會得到顯著加強;
　　(2)在沖擊能量較小時，連續(xù)沖擊頻率大小的影響。實驗表明:相對較小單次的錘擊能量(3J)并不能明顯提高煤體中氣體的釋放效率，只有該能量與相應(yīng)頻率(至少為20次/min)的連續(xù)沖擊作用才能有效地

4、提高煤體中氣體的釋放效率;
　　(3)研究表明一定能量(3J)與相應(yīng)頻率(80次/min)的連續(xù)沖擊方法可提高煤體中氣體釋放效率，最高可達300％。同時在瓦斯釋放的后期，連續(xù)沖擊作用對提高瓦斯氣體的釋放效果也就越明顯，表明這種沖擊作用對加速煤體中的微小裂隙及基質(zhì)中的中、小、微孔瓦斯氣體釋放更有效果;
　　(4)一定能量(3J)連續(xù)沖擊作用方法可提高煤體中氣體的釋放效率，隨著連續(xù)沖擊作用時間的延長，氣體的流量并不能維持在初始的

5、峰值速度，隨著時間的推移會逐漸降低，但下降穩(wěn)定后的流量比沖擊作用前的流量仍然有所提高;
　　(5)在連續(xù)沖擊作用影響時間內(nèi)，實際瓦斯抽采速度提高了95％，有效影響衰減時間約為3h。利用自行設(shè)計的連續(xù)沖擊作用裝置，根據(jù)現(xiàn)場含瓦斯煤體及煤層特點設(shè)計了合適的鉆孔布局，并對煤體進行了現(xiàn)場連續(xù)沖擊試驗，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示在連續(xù)沖擊作用影響時間內(nèi)，流量提高了約35％，濃度上升了約45％。
　　通過理論分析與試驗研究，論文對連續(xù)沖擊作用下煤