项目属于矿山安全领域。受“十二五”国家科技重大专项课题：全国重点煤矿区瓦斯(煤层气)赋存规律控制因素(2011ZX05040-005)资助。基于导致瓦斯灾害频发的根本原因是瓦斯赋存规律认识不清和导致瓦斯灾害频发的直接原因是采动应力作用下地质构造环境劣化引起煤层瓦斯赋存状态的变化规律即瓦斯运移规律认识不清的认识，项目以受力分析及力的作用结果为主线，围绕瓦斯赋存和瓦斯运移这两个关键科学问题，开展了大量研究，取得的主要创新性成果如下：

(1)揭示了瓦斯赋存地质构造控制的力学机制，建立了复杂地质构造煤层瓦斯富集区的辨识准则。针对地质构造的复杂性和瓦斯赋存的不均性，运用理论分析、数值试验和现场验证等方法，揭示了瓦斯赋存地质构造控制的力学机制，研究了贵州、吉林、辽宁等省煤矿瓦斯赋存规律，并进行了瓦斯分带划分。提出了综合考虑地质构造开放与封闭性、上覆基岩厚度及其梯度变化和围岩松散与致密性为判识煤层瓦斯富集的重要依据，封闭性地质构造、厚度及其梯度变化大的上覆基岩和致密性围岩是形成煤层瓦斯富集的必要条件。

(2)揭示了现代应力场作用下断层、褶皱构造对瓦斯赋存及突出控制的力学机制，圈定了矿井开采过程中需重点进行瓦斯防治的区域。无论是正断层还是逆断层都可能存在煤与瓦斯突出危险，主要取决于构造演化过程中形成的构造煤厚度和断层走向与现代构造应力作用方向的关系；现代应力场作用下，由于煤岩层力学性质差异大，层间变形不同步，使背斜两翼一定范围内剪应力集中，是该带瓦斯突出严重的主要原因。

(3)首次提出了基于Gibbs表面过量理论的非均质煤颗粒瓦斯吸附试验模型-瞬态的而非常用的平衡态吸附实验模型，构建了替代性的吸附等温线计算方法；建立了矿井瓦斯涌出量反演煤层瓦斯含量方程，创立了基于瓦斯地质规律的煤层瓦斯含量与煤层气资源量预测方法。

(4)揭示了保护层采动应力作用下地质构造环境劣化瓦斯运移机制，提出了瓦斯富集渗透区分级方法，将近距离保护层底板渗流划分为原始渗流区、渗流减速减量区、渗流急剧增速增量区和渗流平稳增量区4个区，同时，明确了保护层开采过程中瓦斯危险源位置，提出了基于采动效应和渗流规律的保护层开采瓦斯综合防治技术体系。

实施期内，项目共获国家授权发明专利2项，实用新型专利2项，软件著作权1项；出版专著1部，发表相关学术论文30篇，其中SCI 检索论文3篇，EI 检索论文10篇。

项目被中国煤炭工业协会鉴定为国际先进水平。项目研究成果在平顶山天安煤业股份有限公司五矿、十矿、河南焦煤能源有限公司九里山矿等煤矿进行了推广应用，搞清了矿井瓦斯赋存规律，实现了矿井瓦斯分级管理，有效的指导了煤矿瓦斯灾害防治工作，取得了显著的社会、环境及经济效益，直接经济效益57284万元，对确保煤矿安全生产和瓦斯资源高效抽采等具有长远的保障与示范意义。

成果说明

（1）瓦斯赋存构造控制的力学机制已经应用到贵州、云南、吉林等省煤矿瓦斯赋存规律的研究中，并对该省煤矿瓦斯分区分带进行了划分；也应用到平顶山、焦作、鹤壁等矿区、矿井的瓦斯赋存规律研究中。 （2）项目在平顶山五矿实施后，在己15-23190等4个保护层工作面和己16、17-23190、己16、17-23210和己16、17-23220被保护层工作面进行了应用，既保障了保护层的安全回采，又实现了被保护层的安全高效回采，月掘进速度提高了2倍以上，工作面平均日产量提高了1.7倍。 （3）项目在平顶山十矿推广应用

1. 下载详细PDF版/Doc版

提示：为方便大家复制编辑，博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。