煤巖瓦斯動力災(zāi)害發(fā)生機理及綜合治理技術(shù)

前言

我國是以煤為主要能源的國家，然而煤礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣，重大災(zāi)害事故時有發(fā)生，其中以瓦斯災(zāi)害最為嚴重，造成大量的人員傷亡和巨大的財產(chǎn)損失。新中國成立以來，煤礦發(fā)生一次死亡百人以上的事故共24起，死亡3500多人，其中瓦斯（煤塵）事故20起，死亡3314人。2002-2005年，工礦企業(yè)一次死亡10人以上特大事故中，煤礦占72.8％-89.6％（死亡人數(shù)）；在煤礦企業(yè)所發(fā)生的一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人數(shù)的70％-80％。同時，瓦斯因素還極大地限制了礦井生產(chǎn)能力的發(fā)揮，在高瓦斯礦井中，采煤、掘進、運輸機械化裝備難以發(fā)揮其效能，降低了生產(chǎn)效率。此外，全國每年有1×1010m3以上的瓦斯排人大氣，既浪費了寶貴的資源，也污染了環(huán)境。因此，煤礦瓦斯災(zāi)害的防治成為我國煤炭工業(yè)發(fā)展中亟待解決的重大問題。20世紀90年代初，平頂山煤業(yè)（集團）公司所屬平頂山礦區(qū)僅有兩對高瓦斯礦井，隨著礦區(qū)向深部延伸，煤層瓦斯壓力、瓦斯含量不斷增大，目前煤與瓦斯突出礦井有12對。礦區(qū)內(nèi)戊組煤層瓦斯壓力由-430m水平的1.51MPa增加到-800m的2.55MPa，瓦斯含量由16.76m3／t增加到30m3／t；己組煤層瓦斯壓力由-430m水平1.67MPa增加到-800m的2.45MPa，瓦斯含量由11.56m3／t增加到29.5m3／t。瓦斯涌出總量、平均噸煤瓦斯涌出量由1991年的185.9m3／min、5.49m3／min增加到2004年的468.33m3／min、8.02m3／min。同比礦區(qū)瓦斯涌出總量增加151.9％，噸煤瓦斯涌出量增加46.1％。瓦斯突出和瓦斯涌出量大，嚴重影響了礦井單產(chǎn)單進水平，致使礦井接替緊張。瓦斯問題成為制約平頂山煤業(yè)（集團）安全生產(chǎn)、高產(chǎn)高效的主要制約因素。為了治理礦井瓦斯，廣大煤炭科技人員進行了長期艱苦的努力，尤其是平頂山煤業(yè)（集團）公司和中國礦業(yè)大學(xué)、河南理工大學(xué)、煤炭科學(xué)研究院等科研院所的相關(guān)人員，以平頂山礦區(qū)為理論和實踐研究基地，進行了長期不懈的研究工作，使礦井瓦斯防治理論和技術(shù)取得了長足的進步，瓦斯災(zāi)害事故得到了有效的控制，并且在實踐工作中積累了豐富的瓦斯治理技術(shù)和經(jīng)驗。

內(nèi)容概要

本書以作者多年來在瓦斯防治方面取得的技術(shù)成果為基礎(chǔ)，較為系統(tǒng)、深入地研究了高瓦斯突出礦井開采過程中出現(xiàn)的瓦斯災(zāi)害問題及經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用證明有效的防治技術(shù)，如掘進巷道隔斷式抽放治理瓦斯技術(shù)、高壓磨料射流割縫防突技術(shù)、工作面淺孔抽放治理瓦斯技術(shù)、點面結(jié)合預(yù)測突出危險性技術(shù)、地質(zhì)量化預(yù)測突出危險性技術(shù)等。同時，在撰寫過程中，還參考了國內(nèi)外在這一學(xué)科領(lǐng)域取得的新成就并進行了分析，力求能夠較為全面地反映該領(lǐng)域的新進展。    本書可作為高等院校采礦相關(guān)專業(yè)研究生和本科生教材，也可作為煤礦瓦斯領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)決策者、科研人員、工程技術(shù)人員、高校教師參考用書。

作者簡介

衛(wèi)修君，男，1953年2月出生，河南省唐河縣人。1978年8月畢業(yè)于焦作礦業(yè)學(xué)院，1997年6月中國礦業(yè)大學(xué)研究生畢業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位。教授級高級工程師，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，河南省優(yōu)秀專家，中國煤炭工業(yè)杰出科技工作者，孫越崎能源大獎獲得者?，F(xiàn)任平頂山煤業(yè)（集團）公司總工程師，中國煤炭學(xué)會常務(wù)理事、瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會副主任委員。

書籍目錄

前言第1章　概述  1.1  國內(nèi)外煤礦的安全現(xiàn)狀及分析    1.1.1　國內(nèi)外煤礦安全現(xiàn)狀    1.1.2　國內(nèi)外煤礦安全現(xiàn)狀的分析  1.2　煤巖瓦斯動力災(zāi)害概況  1.3  國內(nèi)外防治煤巖瓦斯動力災(zāi)害技術(shù)現(xiàn)狀  1.4  目前我國瓦斯災(zāi)害防治存在的主要技術(shù)難題    1.4.1　瓦斯災(zāi)害治理的理論和技術(shù)基礎(chǔ)    1.4.2　煤層瓦斯含量測定技術(shù)    1.4.3　適合我國煤層特點的瓦斯抽放技術(shù)    1.4.4　煤與瓦斯突出防治技術(shù)  1.5　煤巖瓦斯動力災(zāi)害防治技術(shù)的發(fā)展趨勢第2章　含瓦斯煤巖的物理力學(xué)特性和滲透特性  2.1　巖石的結(jié)構(gòu)及滲流基本特性  2.2　巖石的孔隙結(jié)構(gòu)特征    2.2.1　巖石的孔隙性    2.2.2　巖石的滲流結(jié)構(gòu)類型    2.2.3　煤體的吸附和解吸特性  2.3　巖石的滲流特性    2.3.1　巖石滲透性的表征    2.3.2　巖石滲透性的特點  2.4　巖石滲透率的測量    2.4.1　巖石滲透率的測量方法    2.4.2　巖石應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程滲流耦合實驗方法  2.5　巖石破裂過程滲透性演化基本規(guī)律    2.5.1　不同應(yīng)力應(yīng)變階段滲透率演化規(guī)律    2.5.2　峰值后滲透率變化的特征  2.6　滲透系數(shù)與應(yīng)力（變）關(guān)系方程  2.7　煤巖破裂過程固一氣耦合模型    2.7.1　耦合數(shù)值模型的基本思路    2.7.2　巖石細觀統(tǒng)計損傷本構(gòu)方程    2.7.3　煤巖破裂過程固氣耦合方程第3章　煤巖瓦斯動力災(zāi)害發(fā)生機理  3.1　煤（巖）與瓦斯突出概況  3.2　礦井瓦斯動力現(xiàn)象的分類及危險程度的劃分    3.2.1　分類方法    3.2.2　各類瓦斯動力現(xiàn)象的基本特征    3.2.3　按動力現(xiàn)象強度分類    3.2.4　突出危險程度的劃分    3.2.5　防突措施與安全防護措施的適用規(guī)定  3.3　煤（巖）與瓦斯突出的一般規(guī)律    3.3.1　突出危險性與采掘深度的關(guān)系    3.3.2　突出強度與巷道類型的關(guān)系    3.3.3　突出危險性與作業(yè)方式的關(guān)系    3.3.4　突出強度與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系    3.3.5　突出預(yù)兆    3.3.6　突出危險性與煤層厚度的關(guān)系  3.4　平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出與各突出影響因素關(guān)系    3.4.1　突出強度與開采深度的關(guān)系    3.4.2　突出強度與作業(yè)方式的關(guān)系    3.4.3　突出強度與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系    3.4.4　突出強度與突出預(yù)兆的關(guān)系    3.4.5　突出強度與突出預(yù)測指標的關(guān)系    3.4.6　突出強度與巷道類型的關(guān)系    3.4.7　突出強度與煤層厚度的關(guān)系    3.4.8　煤層瓦斯壓力與開采深度的關(guān)系  3.5　平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出統(tǒng)計規(guī)律  3.6　煤與瓦斯突出風險評估    3.6.1　評價指標的確定    3.6.2　突出因素及對煤與瓦斯突出風險的影響    3.6.3　平頂山礦區(qū)煤與瓦斯突出風險評估綜合分析  3.7　煤與瓦斯突出機理    3.7.1　煤與瓦斯突出機理研究概況    3.7.2　卸壓帶對突出的作用機理及突變理論的應(yīng)用　……第4章　煤巖瓦斯動災(zāi)害預(yù)測技術(shù)第5章　煤巖瓦斯動力災(zāi)害綜合防治技術(shù)第6章　突出礦井的安全管理參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：5）第五變形階段第五變形階段為圖2.5.1中V段曲線，屬于峰值后變形與破壞階段。D點之后的應(yīng)力-軸向應(yīng)變曲線表明，巖石破壞后并非完全失去承載力，而是保持較小的數(shù)值。也就是說，經(jīng)過D點試件徹底破壞，爾后經(jīng)過較大變形，應(yīng)力下降到一定值之后到達穩(wěn)定，所對應(yīng)的應(yīng)力為殘余強度。巖石中誘導(dǎo)裂隙逐漸增多，裂隙密度增大，連通性增強，巖石的滲透率也將逐漸增大，并達到峰值。2.5.2 峰值后滲透率變化的特征李世平通過大量的砂巖全應(yīng)力應(yīng)變一滲透率實驗，得到了巖石的滲透率一應(yīng)變關(guān)系方程，劃分成三種類型（圖2.5.2）：圖2.5.2（a）為滲透率最大值在峰后流動段末尾；圖2.5.2（b）為滲透率最大值在軟化階段，之后滲透率不斷減?。粓D2.5.2（c）為滲透率最大值與峰值強度點重合，略微有所減小。韓寶平根據(jù)巖石的種類、組構(gòu)和孔隙發(fā)育程度詳細解釋了以上三種現(xiàn)象的原因：孔洞型的角礫巖，加載破壞后不規(guī)則的角礫碎塊間搭接形成連通性良好的孔隙通道，滲透率持續(xù)增高，另一種致密的白云巖，破裂后才產(chǎn)生明顯的裂隙，滲透率不斷增加，甚至大于峰值階段，和類型（a）一致。溶蝕孔洞型巖石，破壞后誘發(fā)的裂紋將原來的溶蝕孔隙相連形成暢通的滲流通道，滲透率提高；但是峰值后巖石破碎及細碎顆粒的充填，反而堵塞了原來的滲流路徑，滲透率逐步減小，和類型（b）一致。裂隙和微裂隙型巖石，達到峰值時原生裂紋擴展貫通，滲透率急劇增大，由于原來裂隙切割破壞，巖石破壞后除了形成主破裂面，巖塊多碎成小塊，孔隙度增大，之后滲透率沒有明顯減小。

編輯推薦

《煤巖瓦斯動力災(zāi)害發(fā)生機理及綜合治理技術(shù)》由科學(xué)出版社出版。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    煤巖瓦斯動力災(zāi)害發(fā)生機理及綜合治理技術(shù) PDF格式下載

---