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1、word格式整理版成绩中国矿业大学级士研究生课程考试试卷考试科目煤矿瓦斯抽采新技术考试时间学生姓名学号所在院系任课教师中国矿业大学研究生院培养管理处印制学习参考word格式整理版高瓦斯低透气性煤层增透技术研究现状综述摘要：煤炭是我国的基础能源，随着开采深度的增加，瓦斯已成为严重威胁煤矿安全生产的主要因素。由于我国煤系地层普遍属于低渗透性煤层，与国外相比瓦斯抽采效果很不理想。因此，利用煤层增透技术，增大高瓦斯低透气性煤层的透气性，提高瓦斯抽采效率，已成为实现煤矿安全高效生产的关键。本文通过查阅文献资料，首先介绍了近年来国内外诸多专家学者们关于煤层透气性影响因素的研究成果。接着通过实例说明
2、了国内煤矿煤层瓦斯抽采存在的主要问题，并对问题进行分析。然后根据存在的问题着重介绍了目前国内增加煤层透气性的主要方法和技术手段，并列举数据和相应实例对各种增透技术的效果和优缺点进行说明。最后，从理论和技术两个方面对现阶段煤层增透技术研究中可能存在的问题进行了探讨，并总结了原因，并对将来的技术发展进行了展望。关键词：高瓦斯低透气性煤层；卸压增透；研究现状1前言煤炭是我国的基础能源，瓦斯灾害已成为威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。而我国煤系地层普遍属于低渗透性煤层，研究表明:我国煤层渗透率一般在(0.001～0.1)×10-3um2，国内渗透率最大的抚顺煤田也仅为(0.54～3.8)×10-
3、3um2，其渗透性比美国低2～3个数量级，并且随着煤层开采深度的增加，煤层透气性随之减小，致使煤层气预抽难以实施，效果很差，从而严重影响了煤层瓦斯的抽采率和瓦斯抽采效果。因此，通过对高瓦斯低透气性煤层卸压增透，提高抽采钻孔的单孔有效影响范围，已成为实现煤矿可持续发展的关键环节。2国内外煤体透气性的影响因素研究现状2.1国外研究现状1988年Mckee等通过对美国皮申斯、圣胡安和黑勇士盆地煤层渗透率与埋藏深度关系的研究发现，随着煤层埋藏深度和有效应力增加,煤层割理缝的宽度减小,渗透率呈指数降低。Harpalani和Mcpherson研究了应力对美国中西部煤的气体渗透率的影响，得出渗透率随
4、应力呈指数下降。1997年Enever等通过对澳大利亚煤层渗透率与有效应力的相关研究发现，煤层渗透率变化值与地应力的变化呈指数关系。2.2国内研究现状学习参考word格式整理版1987年林柏泉、周世宁研究了在孔隙压力一定的条件下，渗透率和围压力以及煤样变形间的关系；得出在围压力不变的前提下，孔隙压力和渗透率以及煤样变形值间的关系基本上服从指数方程，在孔隙压力不变的条件下，加载时，煤体的渗透率与载荷间的关系可用负指数方程表示；卸载时，可用幂指数方程表示。1994年贾军等在试验的基础上，结合岩石力学知识，探讨了渗透压、围压和轴压对煤层渗透性的影响规律，并对此进行了理论分析，研究认为，在一定
5、的三轴压力条件下，煤层的渗透率随着渗透压的增加而增加，并且渗透率和渗透压呈线性关系，在低围压状态下，围压的改变对渗透率的影响更加显著，随着围压的增加，渗透率急骤下降。在高围压状态下，围压的增加和渗透率的下降相对减缓，整个曲线呈非线性状态。1995年张广洋探讨了瓦斯的解吸特性、温度、煤中水分对瓦斯渗透的影响。结果表明,在瓦斯无解吸的情况下,瓦斯压力降低,煤的渗透率也降低,然而在解吸瓦斯压力作用下,煤对瓦斯的渗透率会增加。煤样瓦斯渗透率的对数与温度成线性关系。含水煤样的渗透率明显低于干煤样的渗透率,随着含水量的增加,煤样瓦斯的渗透率减小。胡耀青等论述了三维应力作用下煤体瓦斯渗透规律的实验设
6、备与方法。通过研究得出了煤体瓦斯渗透系数随体积应力的增加而衰减,随孔隙压呈抛物线型变化。定义抛物线的极值点为临界压力。1997年郑少河等通过对单裂隙试件进行的渗透性实验,提出了考虑岩石物性参数的渗透系数表达式,并根据实验结果建立了在有效应力作用下裂隙闭合量与渗透系数和有效应力的关系式。何伟钢等研究发现，地应力对煤层渗透性有显著影响,通过实验室和试井资料分析发现,煤层渗透率与地应力呈幂指数相关关系。2001年赵阳升介绍了通过实验揭示的三维应力作用下,煤体基质岩块与裂缝的渗流物性规律,据此提出三维地层压力是导致煤层渗透性降低的主要因素。张兴华通过试验研究,考察了煤的低温氮吸附等温线及吸附回
7、线,并探讨了孔形意义,分析了煤的原生孔结构对煤层渗透性的影响。2006年冯增朝等针对影响煤体中瓦斯运移与排放的应力因素，通过大煤样的瓦斯排放试验研究，揭示了顺序加载与逆序加载下的煤体变形与瓦斯排放量以及排放时间的相关性。2008年隆清明在运用瓦斯渗透测试设备,进行孔隙气压对煤体渗透性影响的实验研究。阐述了可控孔隙气压下煤渗透性实验的方法与过程,研究表明,煤的渗透率随孔隙气压增大而减小的特性是由孔隙气压变化引起滑脱效应和孔隙结构本身变化所致。3存
