瓦斯煤層沖擊地壓防治技術(shù)及應(yīng)用

前言

煤礦安全生產(chǎn)受水、火、瓦斯、煤塵等諸多因素的影響。其中瓦斯突出和沖擊地壓都是煤礦重大災(zāi)害。發(fā)生在瓦斯煤層中的沖擊地壓是近年來才引起重視的礦山動力現(xiàn)象。與一般煤層沖擊地壓相比，由于瓦斯對煤體性質(zhì)的影響較大，瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理更加復(fù)雜，預(yù)測與防治更加困難，且沖擊地壓發(fā)生時伴有大量瓦斯涌出，易于引起其他安全事故，因此其危害性更加嚴(yán)重。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國瓦斯煤層發(fā)生沖擊地壓的礦井已不在少數(shù)。目前對通常的沖擊地壓的發(fā)生機(jī)理已經(jīng)有些基本認(rèn)識，對其預(yù)測與防治已形成一些基本方法和技術(shù)。但迄今為止很少見到對瓦斯煤層沖擊地壓的發(fā)生機(jī)理、預(yù)測、防治進(jìn)行系統(tǒng)專門的研究?！巴咚姑簩記_擊地壓防治技術(shù)及應(yīng)用”一書的出版，填補(bǔ)了沖擊地壓研究中的一個空白，為預(yù)測與防治瓦斯煤層沖擊地壓提供了借鑒的途徑。因此該書的編著具有一定的前瞻性和可操作性。全書共設(shè)五章，合20余萬字。在提出瓦斯煤層沖擊地壓問題后，科學(xué)地分析和總結(jié)了瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生的機(jī)理，認(rèn)為瓦斯煤層在有效應(yīng)力作用下，當(dāng)局部有效應(yīng)力超過峰值強(qiáng)度時，成為應(yīng)變軟化的非穩(wěn)定介質(zhì)，在采動影響下，因瓦斯與煤層耦合作用，使煤層變形系統(tǒng)處于非穩(wěn)定平衡狀態(tài)，進(jìn)一步失穩(wěn)而發(fā)生沖擊地壓。提出了以鉆屑法為主、輔以數(shù)值模擬計(jì)算的瓦斯煤層沖擊地壓預(yù)測技術(shù)，確定了瓦斯煤層沖擊地壓危險(xiǎn)指標(biāo)及其工藝參數(shù)，有效地指導(dǎo)了沖擊地壓預(yù)測實(shí)踐。

內(nèi)容概要

　　瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理、預(yù)測和防治技術(shù)。全書共分五章。第一章提出了瓦斯煤層沖擊地壓問題。第二章闡述了煤層瓦斯運(yùn)移理論。第三章揭示了瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理。第四章闡述了瓦斯煤層沖擊地壓預(yù)測技術(shù)及其工藝參數(shù)。第五章闡述了瓦斯煤層沖擊地壓注水防治技術(shù)及其工藝參數(shù)?！　　锻咚姑簩記_擊地壓防治技術(shù)及應(yīng)用》內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)用性強(qiáng)，可供煤礦生產(chǎn)、科研、設(shè)計(jì)部門的工程技術(shù)人員及煤炭系統(tǒng)院校師生參考。

作者簡介

紀(jì)海汛，1954年1月出生，高級工程師，1982年畢業(yè)于阜新礦業(yè)學(xué)院地采專業(yè)，歷任阜礦集團(tuán)王營礦（恒大公司）副總工程師、副礦長、礦長，清河門礦礦長，阜礦集團(tuán)副總工程師，現(xiàn)任阜新市政府副秘書長，長期從事煤礦安全生產(chǎn)與管理工作。王海兵，1964年6月出生，高級工程師，1990年畢業(yè)于阜新礦業(yè)學(xué)院采礦工程專業(yè)，歷任阜礦集團(tuán)王營礦（恒大公司）總工程師、礦長，現(xiàn)任阜礦集團(tuán)總工程師，長期從事煤礦安全生產(chǎn)與管理工作。李忠華，1964年7月出生，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會地面巖石工程專業(yè)委員會委員、工程災(zāi)害與防護(hù)分會理事，國家高等學(xué)校工科力學(xué)教學(xué)工作委員會委員，遼寧省力學(xué)學(xué)會常務(wù)理事，遼寧工程技術(shù)大學(xué)沖擊地壓研究院院長。長期從事礦山環(huán)境與災(zāi)害力學(xué)方面的研究工作，主持完成了遼寧省教委科學(xué)研究項(xiàng)目等三項(xiàng)科研項(xiàng)目，參與了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等十多項(xiàng)科研項(xiàng)目，獲省部級獎勵兩項(xiàng)，獲準(zhǔn)專利三項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。潘一山，1964年5月出生，博士，教授，博士生導(dǎo)師，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會理事，遼寧省力學(xué)學(xué)會副理事長，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會巖石動力學(xué)專業(yè)委員會副主任、數(shù)學(xué)與物理模擬專業(yè)委員會委員，高等學(xué)校工科力學(xué)教學(xué)工作委員會副主任，遼寧工程技術(shù)大學(xué)校長。長期從事天然地質(zhì)材料本構(gòu)理論、巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、礦井沖擊地壓、煤和瓦斯突出等研究工作，尤其在煤礦災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與治理方面有突出研究成果。主持國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等國家級科研項(xiàng)目10項(xiàng)，省部級科研項(xiàng)目14項(xiàng)及企業(yè)委托項(xiàng)目30余項(xiàng)，獲省部級獎勵三項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓問題的提出第二節(jié) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一、關(guān)于瓦斯對煤力學(xué)性質(zhì)的影響二、關(guān)于煤層瓦斯運(yùn)移理論三、關(guān)于沖擊地壓發(fā)生理論四、關(guān)于沖擊地壓預(yù)測與防治技術(shù)第二章 煤層瓦斯運(yùn)移理論第一節(jié) 礦井瓦斯的成因第二節(jié) 含瓦斯煤的基本特性一、煤的孔隙和裂隙結(jié)構(gòu)二、煤的滲透性能三、煤對瓦斯的吸附和解吸性能四、煤的變形和強(qiáng)度特性第三節(jié) 瓦斯對煤力學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律第四節(jié) 瓦斯作用下煤體有效應(yīng)力規(guī)律第五節(jié) 煤層變形對瓦斯?jié)B流的影響規(guī)律第六節(jié) 煤層瓦斯?jié)B流方程第三章 瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生理論第一節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓現(xiàn)象一、五龍礦二、王營礦三、海州立井四、沖擊地壓發(fā)生后的瓦斯涌出現(xiàn)象第二節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理第三節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓判別準(zhǔn)則第四節(jié) 沖擊地壓發(fā)生后瓦斯涌出機(jī)理第五節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓與煤和瓦斯突出第六節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生理論數(shù)學(xué)模型第七節(jié) 煤巷沖擊地壓的解析分析第八節(jié) 采煤工作面沖擊地壓的解析分析第四章 瓦斯煤層沖擊地壓預(yù)測技術(shù)第一節(jié) 沖擊地壓預(yù)測技術(shù)第二節(jié) 瓦斯煤層鉆屑量指標(biāo)第三節(jié) 鉆屑法的應(yīng)用步驟第四節(jié) 鉆屑法預(yù)測沖擊地壓危險(xiǎn)的工藝參數(shù)第五節(jié) 預(yù)測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用一、五龍礦二、王營礦三、海州立井第六節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域劃分第五章 瓦斯煤層沖擊地壓防治技術(shù)第一節(jié) 沖擊地壓防治方法綜述第二節(jié) 煤層注水防治沖擊地壓機(jī)理一、煤樣浸水性試驗(yàn)二、瓦斯煤層注水的可行性第三節(jié) 瓦斯煤層注水過程中的水氣驅(qū)替理論一、水一氣驅(qū)替的基本概念二、瓦斯煤層注水時的流體流動及其基本方程三、孔隙介質(zhì)煤層注水水氣驅(qū)替理論四、雙孔介質(zhì)煤層注水水氣驅(qū)替理論第四節(jié) 瓦斯煤層注水工藝第五節(jié) 瓦斯煤層注水的實(shí)際應(yīng)用一、五龍礦二、王營礦三、解危措施第六節(jié) 瓦斯煤層沖擊地壓防治方案一、防治沖擊地壓總體措施二、防治沖擊地壓具體措施三、沖擊地壓后瓦斯涌出防治措施參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：由于瓦斯對煤體性質(zhì)的影響較大，瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理更加復(fù)雜，預(yù)測與防治更加困難，且沖擊地壓發(fā)生時伴有大量瓦斯涌出，易于造成其他安全事故。雖然過去在一些瓦斯礦井發(fā)生過不同程度的煤層沖擊地壓，但是都沒有考慮煤層含有瓦斯而直接沿用一般沖擊地壓的預(yù)測防治措施，也沒有考慮煤層瓦斯含量大、壓力高的條件，沒有對瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生的機(jī)理、預(yù)測、防治進(jìn)行專門的研究。所以，研究瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理和預(yù)測防治技術(shù)具有重要理論意義和應(yīng)用價值。現(xiàn)有的沖擊地壓預(yù)測與防治措施，絕大多數(shù)是針對煤體沖擊地壓而進(jìn)行的研究，沒有考慮煤層中瓦斯在沖擊地壓發(fā)生中的作用和對沖擊地壓預(yù)測、防治的影響。對于低瓦斯煤層，由于瓦斯含量低、壓力小，可以忽略瓦斯作用，視為無瓦斯煤層還是可以適用的。但是對采深大的高瓦斯煤層，瓦斯的影響和作用不能忽略。對于高瓦斯煤層沖擊地壓，迄今為止還未見到有關(guān)的專門研究的報(bào)道和文獻(xiàn)，是目前為止沖擊地壓研究的空白。我國解放前及20世紀(jì)50年代建設(shè)的礦井開采已經(jīng)接近或超過50年，進(jìn)入了深部開采，60年代建設(shè)的礦井也已或即將進(jìn)入深部開采，原來非瓦斯和低瓦斯煤層也將成為高瓦斯煤層，沖擊地壓災(zāi)害也趨于嚴(yán)重。因此，瓦斯煤層沖擊地壓發(fā)生機(jī)理和預(yù)測防治技術(shù)的研究成為需要亟待解決的重要課題。第二節(jié)  國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一、關(guān)于瓦斯對煤力學(xué)性質(zhì)的影響煤層中瓦斯含量的不同，其物理力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生明顯的變化。因此瓦斯對煤的作用和影響屬于活潑性流體對煤的作用。有關(guān)這方面的研究目前尚很少見。目前有關(guān)孔隙水對巖石的變形破壞及力學(xué)響應(yīng)的影響研究較多。

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《瓦斯煤層沖擊地壓防治技術(shù)及應(yīng)用》由國防工業(yè)出版社出版發(fā)行。

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