前言

我国煤炭生产行业瓦斯灾害十分严重，每年直接经济损失约20亿元，间接经济损失100亿元以上，如河南省平顶山矿区多次发生煤与瓦斯突出事故，不仅直接造成了大量的人员伤亡和财产损失，也制约了矿井生产效率的提高。同时，瓦斯又是一种与煤伴生的、不可再生的资源，是一种清洁、高效的能源，其利用不会产生氮氧化合物和硫化物等有害物质。瓦斯的发热量可达33.5～36.8 MJ/m3，1 m3瓦斯相当于1.3 kg标准煤的发热量。实施煤炭与瓦斯两种能源的共同开采，不仅可以有效保障煤矿企业的安全生产，也可以提高瓦斯的利用率，实现煤炭资源的安全、高效、洁净开发。

本书采用理论研究、现场测试与监测、室内测试、相似模型试验与数值模拟相结合的方法，对中国平煤神马能源化工集团有限责任公司（简称：平煤神马集团）煤与瓦斯共采模式进行了深入研究，并通过钻孔成像方法对现场的裂隙场进行了实地检验，最后提出了多煤层开采卸压瓦斯抽采的优化设计方案。

本书的主要内容包括：利用重庆大学自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置、RLW-2000M型微机控制煤岩三轴流变试验机及可旋转箱式相似模拟试验台等试验装置设备，进行了煤岩体力学性质试验研究、瓦斯运移规律试验、煤岩体变形及破断规律的相似模型试验，通过微机控制电液伺服岩石三轴蠕变试验及不同加卸载条件下含瓦斯煤力学特性试验，进行了煤层顶底板岩石室内力学性质试验，得到相关力学性质参数，为后续的相似模拟及数值模拟提供依据；根据蠕变和损伤理论构建了蠕变损伤本构模型，并对FLAC3D进行了二次开发，基于该模型破断煤岩体的蠕变损伤机理进行了理论研究；通过UDEC、FLAC3D建模分析了多煤层开采覆岩卸压及裂隙场演化规律，在此基础上运用UDEC离散元软件和COMSOL Multiphysics多物理场耦合系统，得出瓦斯的固气耦合流动规律，采用CXK6矿用本安型钻孔成像仪对戊组煤瓦斯专巷现场布置的钻孔进行测试，结合UDEC数值分析软件得出了采动影响下己组煤上覆岩体采动裂隙的演化规律；结合室内试验、相似模型及数值模拟的研究成果，建立了煤岩体破断规律及瓦斯运移模型；采用远程顶板瓦斯抽采专用巷道下向钻孔法、顶板走向钻孔法及本层机风巷瓦斯预抽相结合的方法，对原己组煤的瓦斯抽采方式进行了优化设计，可提高瓦斯抽采率17.52%左右，对煤与瓦斯共采效率的提高有显著的效果。己15煤层可作为戊9-10的超远距离保护层，可以消除戊组煤的突出危险，并能够利用戊组煤的瓦斯专巷实现己组煤的煤与瓦斯安全、高效共采。

希望本书的出版能够促进高瓦斯煤层群开采中的煤与瓦斯安全高效共采的技术进步。由于笔者能力有限，且煤层群开采本是一个非常复杂的过程，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。(https://www.daowen.com)

笔　者

2018年12月