该成果为国家自然科学基金青年项目“深部采动下含瓦斯煤水气两相流渗流特性与失稳破坏规律”与河南省基础与前沿技术研究计划项目“蠕变作用下含瓦斯煤渗流-应力耦合作用规律研究”两项科研成果的综合体现，属于煤矿安全生产领域。在中国，低渗透煤层分布十分广泛，多尺度非均匀的孔隙-裂隙结构直接导致了煤层瓦斯流动机制的多样性和复杂性。瓦斯流动规律复杂多变、瓦斯抽采量衰减速度快和瓦斯抽采效率低是制约中国低渗煤层瓦斯有效抽采的关键瓶颈问题。项目针对上述问题，系统深入开展了低渗煤层瓦斯运移理论的试验测试装备的设计研发和相关理论研究工作，提出了低渗煤层瓦斯运移的测试方法，研制了功能完备、技术先进的成套试验设备，推导得出了更加合理准确的煤层瓦斯渗透率计算方法，建立了低渗煤层瓦斯水气两相渗流模型，开展了理论研究成果的现场推广应用，为中国煤矿安全生产、瓦斯灾害防治和煤层瓦斯开发利用提供了更好的测试手段、理论方法和现场技术。项目的主要科技创新成果有：

1）研发了低渗煤层瓦斯运移规律的系列成套试验装备和测试方法，形成了功能完备、影响因素考虑全面、连续跟踪测试功能强大的测试技术体系。

2）提出了考虑克氏效应（气体滑脱效应）的煤层瓦斯渗透率计算方法，有效克服了传统计算方法中的不足，提高了计算精度，避免了计算错误。

3）提出了三轴压缩下含瓦斯煤样密封方法、不同含水率煤样的快速制样方法和受载含瓦斯煤样孔隙率的全程直接动态连续测量技术，大幅削减了测试成本，提高了测试效率。

4）建立了低渗煤层瓦斯水气两相渗流模型和瓦斯抽采渗透率动态演化模型，通过理论模型的现场应用，合理优化了煤层卸压增透的水力冲孔布孔方案，提高了瓦斯抽采率。

该成果在低渗煤层瓦斯运移理论分析和实验测试装备方面取得了较大突破，形成了自主知识产权的理论计算方法、实验测试方法和测试设备，整体技术达到了国际先进水平。项目取得的相关技术指标如下：利用自主研发的仪器设备准确测试了多种关键因素影响下的低渗煤层瓦斯运移规律；变以往的“点接触”为“面接触”，打破了瓦斯气体无法均匀流经煤样的技术瓶颈；不同含水量煤样的制作时间由原来的7天缩短到1天以内，大幅提升了制样效率；攻克了蠕变加载过程中瓦斯的吸附解吸和渗流特性的测试技术难题；实现了受载煤岩变形过程中孔隙率变化测试由原来的定点测试到连续动态测试的技术转变，大幅缩短了测试时间，降低了测试成本；提出了考虑克氏效应的煤层瓦斯渗透率计算方法，提高了计算精度，避免了理论计算错误；通过研究成果现场应用，优化了煤层水力冲孔布孔方案，应用期间煤层瓦斯抽采总量提高了2倍，煤巷掘进速度提高了1倍，加快了工程进度，降低了生产成本。

项目的研究成果推广和应用主要体现在煤层瓦斯抽采和科研测试设备研发两个方面。在煤层瓦斯抽采应用方面，主要与河南大有能源股份有限公司新安煤矿等煤矿企业开展了现场应用和技术合作；在科研测试设备的研发生产方面，主要与恒瑞宝电工设备（北京）有限公司等生产业进行了全面技术合作。科研成果的推广应用，为相关生产企业节约了技术成本，加快了工程进度，提升了生产效率，增强了企业市场竞争力，近三年共创造经济价值72888.7万元，经济效益显著。同时，成果的应用推广，有效控制了煤矿重大瓦斯灾害的发生，改善了企业工作环境，确保了职工的身心健康，社会效益良好，在煤层气开发、煤矿瓦斯灾害防治、煤矿安全科研设备研发等领域均可应用，应用前景广阔。

项目自开展以来，累计授权发明专利14项，授权实用新型专利6项。在国内外期刊共发表高水平学术论文25篇，其中SCI收录5篇，EI收录13篇，中文核心7篇；培养博士、硕士16名。

成果说明

本成果的应用主要体现在煤层瓦斯抽采现场应用和科研测试设备的研发生产两个方面。在煤层瓦斯灾害防治和瓦斯抽采应用方面，主要与河南大有能源股份有限公司新安煤矿、鹤壁中泰矿业有限公司和郑州煤电股份有限公司告成煤矿进行了现场技术合作。在科研测试设备的研发生产方面，主要与恒瑞宝电工设备（北京）有限公司、郑州佳源伟业电子科技有限公司和南通仁隆科研仪器有限公司开展了技术方面的全面合作。成果应用期间，近三年新增销售额72888.7万元，新增利润25891.7万元，新增税收4401.61万元。

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