深部矿井掘进工作面煤体应力-渗流关系及瓦斯治理研究

"郭阳阳，孙路路，王鹏飞，等．真三轴实验下梁宝寺煤矿掘进工作面煤体应力—渗流关系研究及应用［J］．矿业安全与环保，2018，45(2):1－5．文章编号:1008－4495(2018)02－0001－05" 本文主要探讨了梁宝寺煤矿3434掘进工作面在真三轴实验条件下煤体应力与渗流的关系，以及其在瓦斯防治中的应用。梁宝寺煤矿在掘进过程中面临瓦斯浓度较高的问题，这是一项重大的安全隐患，需要有效解决。为了探究这一问题，研究团队利用自行研制的真三轴气—固耦合煤体渗流实验系统，模拟掘进工作面的实际工况。 实验部分包括卸载围压和加载轴压两种情况，目的是研究不同应力状态下的煤体渗透率变化，从而了解瓦斯的赋存和逸散特性。研究发现，当煤体受到卸载（即压力减小）时，其渗透率增加，有利于瓦斯逸出；相反，当煤体承受更高的应力时，渗透率降低，瓦斯不易释放，这为理解瓦斯积聚提供了理论依据。 基于实验数据和应力分区的特征，研究者设计了相应的瓦斯治理方案。该方案主要包括超前钻孔抽采煤层瓦斯，通过这种方式，可以预先抽取高浓度瓦斯，降低掘进工作面的瓦斯浓度。在实际工程应用中，这一方法取得了显著的效果，掘进工作面的瓦斯浓度从原来的0.53%至0.76%降低到0.35%以下，验证了应力—渗流关系研究的准确性。 这项研究的重要性在于，它不仅深化了对深部矿井掘进工作面瓦斯防治机理的理解，而且提供了实际可行的防治措施。对于类似条件下的其他煤矿，该研究成果具有很高的参考价值。通过结合科学实验与现场实践，能够有效地提升煤矿的安全水平，降低瓦斯事故的风险。 关键词涵盖了深部矿井、掘进工作面、真三轴实验、采动应力和瓦斯治理等多个关键领域，显示出这项研究的综合性与专业性。同时，该研究得到了国家自然科学基金的支持，显示了其在学术界的重要地位。作者郭阳阳、孙路路和王鹏飞等人在矿井灾害预测及防治方面有深入的研究，他们的工作为煤矿安全提供了坚实的理论和技术支持。 这项研究揭示了煤体应力状态与瓦斯渗流之间的复杂关系，为煤矿瓦斯治理提供了新的思路和方法，对提高矿井安全、防止瓦斯事故具有重大意义。