連續沖擊條件下煤體瓦斯釋放效應試驗研究.pdf

1、瓦斯不但對煤礦安全高效開采的構成重大危害，而且又是一種對溫室效應貢獻很大的氣體，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”特有的能源結構，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，故本文開展了連續沖擊作用下煤體瓦斯釋放效應的試驗研究，為豐富瓦斯吸附、解吸相關理論，提高煤體滲透性方法進行了相關

2、研究。
　　本論文在國內外關于煤體瓦斯吸附、解吸的理論及各種提高煤體滲透性的方法研究基礎上，依托國家自然科學基金項目《聲波振動環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機理研究》(編號:41272171)，以淮南礦區低滲透性、煤與瓦斯突出煤體為研究對象，運用實驗研究與理論推導相結合的方法，研究了連續沖擊作用下煤體瓦斯的釋放效應，揭示了連續沖擊作用下煤體瓦斯的釋放機理，本論文主要研究的內容及

3、所取得主要結論如下:
　　(1)含瓦斯似天然煤體在連續沖擊作用下，對吸附平衡、有效應力及滲透性的影響。結果顯示:吸附態的瓦斯會在連續沖擊作用下，部分吸附態瓦斯會解吸成游離瓦斯，同時煤體的有效應力會降低，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，只有該能量與相應頻率(至少為20次/min)的連續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)與相應頻率(80次/min)的連續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中的中、小、微孔瓦斯氣體釋放更有效果;
　　(4)一定能量(3J)連續沖擊作用方法可提高煤體中氣體的釋放效率，隨著連續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，但下降穩定后的流量比沖擊作用前的流量仍然有所提高;
　　(5)在連續沖擊作用影響時間內，實際瓦斯抽采速度提高了95％，有效影響衰減時間約為3h。利用自行設計的連續沖擊作用裝置，根據現場含瓦斯煤體及煤層特點設計了合適的鉆孔布局，并對煤體進行了現場連續沖擊試驗，在線監測數據顯示在連續沖擊作用影響時間內，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，論文對連續沖擊作用下煤