煤與瓦斯突出過程中氣壓時(shí)空演化規(guī)律
本文選題:煤與瓦斯突出 切入點(diǎn):瓦斯壓力 出處:《巖土力學(xué)》2017年01期
【摘要】:煤與瓦斯突出是嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的地質(zhì)災(zāi)害之一。近年來,隨著采掘深度不斷增加,地應(yīng)力與瓦斯壓力不斷加大,突出次數(shù)也日益頻繁,同時(shí)由于煤礦井下開采活動(dòng),使煤巖體中地應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化,在掘進(jìn)工作面或回采工作面前方形成由卸壓區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)和原始應(yīng)力區(qū)組成的三帶,給煤與瓦斯突出的預(yù)防與治理帶來更大的困難。以天府三匯一礦為工程背景,基于相似理論試驗(yàn)?zāi)M了采動(dòng)條件下的煤與瓦斯突出過程,并分析了突出過程中氣壓的時(shí)空演化規(guī)律。研究結(jié)果表明:突出的發(fā)展是煤體由突出啟動(dòng)點(diǎn)向周圍逐漸破壞并拋出的過程,相對(duì)突出強(qiáng)度為8.79%,且突出過程具有陣發(fā)性,表現(xiàn)為煤體的間歇式多次拋出和氣壓的反復(fù)升降,其中突出口附近氣壓的升幅較大,達(dá)到69.2%,而遠(yuǎn)離突出口處氣壓表現(xiàn)為短時(shí)間內(nèi)急劇下降,之后緩慢下降并逐漸趨于大氣壓;突出過程中氣壓等壓面近似以突出口為中心呈球面分布,且氣體解吸區(qū)域近似呈球殼狀逐漸向外擴(kuò)展,球殼的擴(kuò)展速度約為130 mm/s,球殼附近氣壓梯度較大。
[Abstract]:Coal and gas outburst is one of the geological disasters which seriously threaten the safety of coal mine production. In recent years, with the increasing of mining depth, the in-situ stress and gas pressure are increasing, and the outburst times are becoming more and more frequent, at the same time, due to the underground mining activities, The ground stress field in coal and rock mass is changed, and three zones are formed in front of tunneling face or stoping face, which consist of relief zone, stress concentration area and original stress zone. It is more difficult to prevent and control coal and gas outburst. The process of coal and gas outburst under mining condition is simulated based on similar theory test with Tianfu Sanhui No.1 Mine as the engineering background. The results show that the outburst development is a process in which the coal body is destroyed and thrown out from the outburst starting point, the relative outburst intensity is 8.79, and the outburst process is paroxysmal. It shows that the intermittent ejection of coal body and the repeated rise and fall of air pressure, in which the air pressure near the protruding mouth increases greatly, reaching 69.2, but the air pressure far away from the outburst decreases sharply in a short period of time, then slowly decreases and gradually tends to atmospheric pressure; In the process of outburst, the pressure isobaric surface is approximately spherical at the center of the bulge, and the region of gas desorption is approximately spherical shell. The velocity of expansion of the spherical shell is about 130 mm / s, and the pressure gradient near the spherical shell is larger.
【作者單位】: 重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)復(fù)雜煤氣層瓦斯抽采國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室;中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司;
【基金】:重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃項(xiàng)目(No.cstc2013jj B90001) 中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.2014M552323) 煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題重點(diǎn)項(xiàng)目(No.2011DA105287-ZD201203)~~
【分類號(hào)】:TD713
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