煤岩瓦斯动力灾害发生机理及综合治理技术

前言

第1章概述

1.1国内外煤矿的安全现状及分析

1.1.1国内外煤矿安全现状

1.1.2国内外煤矿安全现状的分析

1.2煤岩瓦斯动力灾害概况

1.3国内外防治煤岩瓦斯动力灾害技术现状

1.4目前我国瓦斯灾害防治存在的主要技术难题

1.4.1瓦斯灾害治理的理论和技术基础

1.4.2煤层瓦斯含量测定技术

1.4.3适合我国煤层特点的瓦斯抽放技术

1.4.4煤与瓦斯突出防治技术

1.5煤岩瓦斯动力灾害防治技术的发展趋势

第2章含瓦斯煤岩的物理力学特性和渗透特性

2.1岩石的结构及渗流基本特性

2.2岩石的孑L隙结构特征

2.2.1岩石的孔隙性

2.2.2岩石的渗流结构类型

2.2.3煤体的吸附和解吸特性

2.3岩石的渗流特性

2.3.1岩石渗透性的表征

2.3.2岩石渗透性的特点

2.4岩石渗透率的测量

2.4.1岩石渗透率的测量方法

2.4.2岩石应力应变全过程渗流耦合实验方法

2.5岩石破裂过程渗透性演化基本规律

2.5.1不同应力应变阶段渗透率演化规律

2.5.2峰值后渗透率变化的特征

2.6渗透系数与应力（变）关系方程

2.7煤岩破裂过程固气耦合模型

2.7.1耦合数值模型的基本思路

2.7.2岩石细观统计损伤本构方程

2.7.3煤岩破裂过程固气耦合方程

第3章煤岩瓦斯动力灾害发生机理

3.1煤（岩）与瓦斯突出概况

3.2矿井瓦斯动力现象的分类及危险程度的划分

3.2.1分类方法

3.2.2各类瓦斯动力现象的基本特征

3.2.3按动力现象强度分类

3.2.4突出危险程度的划分

3.2.5防突措施与安全防护措施的适用规定

3.3煤（岩）与瓦斯突出的一般规律

3.3.1突出危险性与采掘深度的关系

3.3.2突出强度与巷道类型的关系

3.3.3突出危险性与作业方式的关系

3.3.4突出强度与地质构造的关系

3.3.5突出预兆

3.3.6突出危险性与煤层厚度的关系

3.4平顶山矿区煤与瓦斯突出与各突出影响因素关系

3.4.1突出强度与开采深度的关系

3.4.2突出强度与作业方式的关系

3.4.3突出强度与地质构造的关系

3.4.4突出强度与突出预兆的关系

3.4.5突出强度与突出预测指标的关系

3.4.6突出强度与巷道类型的关系

3.4.7突出强度与煤层厚度的关系

3.4.8煤层瓦斯压力与开采深度的关系

3.5平顶山矿区煤与瓦斯突出统计规律

3.6煤与瓦斯突出风险评估

3.6.1评价指标的确定

3.6.2突出因素及对煤与瓦斯突出风险的影响

3.6.3平顶山矿区煤与瓦斯突出风险评估综合分析

3.7煤与瓦斯突出机理

3.7.1煤与瓦斯突出机理研究概况

3.7.2卸压带对突出的作用机理及突变理论的应用

3.8冲击矿压发生机理分析

3.8.1冲击矿压影响因素分析

3.8.2冲击矿压发生机理

3.9冲击型突出发生机理分析

3.9.1工作面冲击型突出事故概述

3.9.2“冲击型突出”机理研究

第4章煤岩瓦斯动力灾害预测技术

4.1煤与瓦斯突出危险性预测

4.1.1煤与瓦斯突出预测分类

4.1.2区域性突出危险性预测

4.1.3掘进工作面突出危险性预测

4.2平顶山矿区目前采用的预测技术及分析

4.2.1钻孔瓦斯涌出初速度及钻屑量分布规律

4.2.2预测指标敏感性分析

4.3煤与瓦斯突出危险性点面结合预测技术

4.3.1突出预测指标的定量化

4.3.2点面结合预测技术分析

4.4地质量化预测技术

4.4.1瓦斯地质理论

4.4.2划分工作面单元网格

4.4.3地质构造指标的量化

4.4.4煤与瓦斯突出条带的划分

4.5煤与瓦斯突出强度预测

4.5.1煤与瓦斯突出强度的研究

4.5.2煤与瓦斯突出强度预测

第5章煤岩瓦斯动力灾害综合防治技术

5.1概述

5.1.1防突技术的发展

5.1.2防治突出措施的原则及分类

5.2区域性防突技术

5.2.1保护层开采技术

5.2.2钻孔预抽防突技术

5.3掘进巷道防突技术

5.3.1防治的原则

5.3.2超前钻孔

5.3.3深孔松动爆破

5.3.4水力冲孔

5.3.5深孔控制卸压爆破

5.4穿层卸压控制爆破技术

5.4.1穿层卸压控制爆破机理

5.4.2穿层卸压控制爆破的卸压、增透作用分析

5.4.3穿层深孔控制爆破有效影响半径的确定

5.4.4穿层卸压控制爆破工艺参数

5.4.5工业性试验效果分析

5.5高压磨料射流割缝防突技术

5.5.1高压磨料射流工作原理

5.5.2高压磨料射流割缝技术

5.5.3高压磨料射流割缝卸压及瓦斯排放过程的数值模拟

5.5.4高压磨料射流割缝防突技术研究及工程应用

5.6巷道隔断式瓦斯抽放技术

5.6.1隔断式瓦斯抽放技术原理

5.6.2隔断式瓦斯抽放钻孔参数设置原则

5.6.3隔断式瓦斯抽放工艺参数

5.6.4隔断式瓦斯抽放钻场及钻孔的要求

5.7其他局部防突技术

5.8回采工作面防突技术

5.8.1工作面浅孔抽放治理瓦斯涌出

5.8.2煤层浅孔注水治理工作面瓦斯

5.9单一低透气性煤层瓦斯抽放技术

5.9.1水力压裂强化抽放开采煤层瓦斯技术

5.9.2水力割缝与高压磨料射流割缝强化抽放开采煤层瓦斯技术

5.9.3长钻孔控制预裂爆破强化抽放开采煤层瓦斯技术

5.9.4新型密封材料和工艺装备应用

5.10安全防护措施

5.10.1震动放炮

5.10.2反向风门

5.10.3自救器及压风自救装置

5.10.4避难硐室

5.10.5其他措施

第6章突出矿井的安全管理

6.1突出矿井的安全开采

6.1.1突出矿井采掘部署的特殊指标及要求

6.1.2突出煤层的巷道布置

6.1.3突出煤层的采煤方法

6.1.4突出矿井鉴定

6.2突出矿井的瓦斯分级管理

6.2.1煤与瓦斯突出危险等级划分的意义

6.2.2煤和瓦斯突出的影响因素

6.2.3矿井突出危险程度分级指标和方法

6.2.4突出矿井的分级管理措施

6.3平煤集团突出矿井的管理体制

6.3.1防突管理制度

6.3.2瓦斯地质工作

6.3.3突出危险性预测与措施效果检验

6.3.4防突技术措施

6.3.5安全防护措施

6.3.6防突现场管理规定

6.3.7防突措施的编制及审批

6.3.8编制突出事故应急预案的原则

6.4平煤集团区域性瓦斯治理技术管理

6.5平煤集团瓦斯抽放的管理

6.5.1瓦斯排放措施的编审和贯彻

6.5.2瓦斯排放分级管理规定

6.5.3排放瓦斯的其他规定

6.5.4瓦斯超限的追查处理

参考文献

　　本书以平顶山煤业（集团）公司和中国矿业大学多年来在瓦斯防治方面取得的技术成果为基础，较为系统、深入地研究了高瓦斯突出矿井开采过程中出现的瓦斯灾害问题以及经过平顶山煤业（集团）公司八矿、十矿和十二矿等现场应用证明有效的防治技术，如掘进巷道隔断式抽放治理瓦斯技术、高压磨料射流割缝防突技术、工作面浅孔抽放治理瓦斯技术、点面结合预测突出危险性技术、地质量化预测突出危险性技术等。同时，在撰写过程中，还参考了国内外在这一学科领域取得的新成就并进行了分析，力求能够较为全面地反映该领域的新成就。　　本书以作者多年来在瓦斯防治方面取得的技术成果为基础，较为系统、深入地研究了高瓦斯突出矿井开采过程中出现的瓦斯灾害问题及经过现场应用证明有效的防治技术，如掘进巷道隔断式抽放治理瓦斯技术、高压磨料射流割缝防突技术、工作面浅孔抽放治理瓦斯技术、点面结合预测突出危险性技术、地质量化预测突出危险性技术等。同时，在撰写过程中，还参考了国内外在这一学科领域取得的新成就并进行了分析，力求能够较为全面地反映该领域的新进展。　　本书可作为高等院校采矿相关专业研究生和本科生教材，也可作为煤矿瓦斯领域的领导决策者、科研人员、工程技术人员、高校教师参考用书。