1.主要技术内容与研究领域：该课题属于安全科学技术范畴中的煤矿安全生产领域。

中国煤矿开采条件随着采深增加逐渐恶化，使瓦斯灾害日趋严重，深部煤体在“三高一低一扰动”条件下的瓦斯治理工作将更加严峻。采取水力扩孔等增透措施后，煤体发生不同程度变形，其渗透率也发生变化，但关于煤体变形与瓦斯渗透率动态响应特征研究较少；采用常规的瓦斯抽采等措施，使石门揭煤周期非常长、安全系数低，亟需采用经济合理、技术可行的新措施实现安全高效揭煤。

该项目以深部煤体为研究对象，从理论上进行了如下研究：

⑴煤的微观结构特征及渗透性实验研究；⑵受载含瓦斯煤体变形与渗流特征实验研究；⑶含瓦斯煤体吸附变形耦合物理模型；⑷基于煤非均质的分形应力-应变-渗透率模型；⑸含瓦斯煤体变形-渗流特征及控制机理研究。

通过理论研究，确立了受载含瓦斯煤体微观结构特征、吸附变形、力学变形等与渗透性间的响应机制和动态演化规律，探讨煤吸附变形与热力学参数间的关系，建立受载煤非均质性的应力-应变-渗透率力学模型，揭示煤样吸附变形、破坏变形与渗透率的动态演化及响应机制，为研究瓦斯动力灾害提供了理论基础。

基于理论研究成果，以水力扩孔后渗透率时效特性等研究结论为基础，在现场对水力扩孔参数进行了优化，并创造性的提出了冷水压注安全高效石门揭煤技术。

2017年12月份，经中国煤炭工业协会组织专家对该项目研究内容与研究水平鉴定，确定该课题研究成果达到了国际先进水平。

2.专利授权等情况：冷水压注技术、扩煤量准确计量装备与方法具有自主知识产权，课题实施期间，共申请专利10项，已获授权发明专利5项，发表学术论文10余篇，培养研究生12人，培训熟悉相关技术的工人50余人，提高了人员素质，提升了矿井安全性。

3.技术经济指标：通过该课题理论研究，确立了煤体变形与渗透率间的动态响应关系，从理论和实践上确立了水力扩孔措施的时效特性等创新成果。通过优化后的水力扩孔参数，煤层透气性系数提高30倍以上，有效提高了煤层瓦斯透气性，单孔瓦斯抽采量增加2倍以上，瓦斯预抽期缩短50%以上，钻孔间距增加50%，极大提升了瓦斯抽采效果，降低了工程费用。通过冷水压注安全高效揭煤技术研究，揭煤周期缩短20%，揭煤过程中瓦斯涌出减小50%左右，大大加快了石门揭煤进程和安全性。

4.推广应用及效益情况：项目研究成果应用于演马庄煤矿等单位，有效解决了煤层透气性低、抽采效果差，及石门揭煤周期长、安全性差的问题，每年可为企业新增销售额1500万元以上，取得了巨大的经济效益和良好的社会效益。

已有汾西太岳煤业等矿井对该课题研究成果有合作意向；授权发明专利相关产品可推向市场并有巨大的市场。

成果说明

⑴应用范围： 根据该项目理论研究成果，通过水力扩孔措施、冷水压注安全高效石门揭煤技术等措施，应用于九里山矿、演马庄矿、红旗煤业等单位，有效解决了煤层透气性低、抽采效果差，以及石门揭煤周期长、安全性差的问题，大幅提升了煤层透气性和抽采效果，提高了石门揭煤的速度和安全性，取得了巨大的经济效益和良好的社会效益。 该课题研究成果准备在山西汾西太岳煤业、河南焦煤能源有限公司中马村矿、古汉山矿等矿井进行应用。课题研究成果可以应用在煤层赋存条件类似的矿井，已授权发明专利的相关产品可推向市场并有巨大的推广应用前景，对

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