扩散主控型煤层定义、特征及瓦斯促抽路径分析
赵伟1
王凯1
周爱桃1
舒龙勇2
林海飞3
臧杰1
徐超1
胡彪3
涂庆毅4
1.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 1000832.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京 1000133.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 7100544.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001
摘要：随着我国煤炭资源生产重心向中西部转移、开采水平向深部延伸,煤层结构呈现多元化、差异化特征,导致瓦斯储运规律发生变化,构建适用于多煤体结构类型的差异化瓦斯抽采方案是发展趋势.当前,关于煤粒或煤体的瓦斯解吸特征演化过程仍缺乏数学性系统分析,对解吸曲线是裂隙(渗流)主控还是孔隙(扩散)主控仍存在争议.基于扩散与渗流的相互竞争制约关系,对瓦斯解吸曲线形态进行了综述性总结和归纳,并分析了其内在控制机制;对扩散主控型煤层进行了定义,探讨了低瓦斯厚煤层以及高瓦斯构造煤层瓦斯抽采的有效途径及隐含机制,并给出了扩散主控型煤层瓦斯治理的适配性方法;提出了未来扩散主控型煤层瓦斯储运规律的研究重点.研究表明:中西部低压厚煤层普遍瓦斯含量低、运移动力不足,可称为直接扩散体;深部构造煤层等效扩散距离长、运移难度大,可称为等效扩散体.扩散主控型煤层具有低压敏感性、应变敏感性、时间敏感性和压力差异化响应等特点,使得瓦斯治理时要着重考虑增能增扩和减距增扩,形成驱替、微生物降解基质、表面活性剂等基质面改性技术,以及水力冲孔造穴、保护层开采等基质体改性技术 2类强化抽采措施.未来仍需在扩散力学模型及响应机理、扩散系数正向测试方法、扩散主控体瓦斯抽采评价指标等着重研究.研究结果可为煤层瓦斯差异化治理体系建立提供参考.
关键词：扩散主控瓦斯抽采方法微孔填充吸附应变扩散系数
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3009000)国家自然科学基金(52374250)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2023ZKPYAQ01)
论文发表日期：2025-07-31
在线出版日期：2025-08-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 3280-3292 )
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