發(fā)布時(shí)間：2021-02-04 07:07

　　突出過程中往往產(chǎn)生大量碎煤,其中包括許多手捻無粒感的粉煤,而沖擊地壓不具備該現(xiàn)象,這說明在突出過程中,瓦斯對煤的破碎有重要影響作用。為了驗(yàn)證含瓦斯煤在外部壓力突然卸載時(shí)能否發(fā)生爆碎現(xiàn)象,自主研發(fā)含瓦斯煤的爆碎性測試裝置,并利用該裝置進(jìn)行了多種煤樣在不同瓦斯壓力條件下的爆碎實(shí)驗(yàn),得到了各實(shí)驗(yàn)所得碎煤的粒徑分布特征、含瓦斯煤的易爆碎性表征指標(biāo)、爆碎原因及發(fā)生條件,并進(jìn)一步分析了易爆碎指標(biāo)與突出影響因素以及突出危險(xiǎn)性之間的關(guān)系。含瓦斯煤的爆碎性測試裝置為一水平壓力容器,開口采用爆破片進(jìn)行密封,可實(shí)現(xiàn)抽氣、充氣和瞬間卸壓的目的。通過觀察煤樣在不同瓦斯壓力條件下的爆碎情況發(fā)現(xiàn),僅在瓦斯壓力作用下且瓦斯壓力足夠高時(shí),大多數(shù)含瓦斯煤都會發(fā)生爆碎現(xiàn)象;同一煤樣瓦斯壓力越高,爆碎現(xiàn)象越劇烈;不同煤樣在相同瓦斯壓力下,爆碎劇烈程度不同,且各煤樣基本都存在一個(gè)最小爆碎瓦斯壓力pmin。收集各實(shí)驗(yàn)所得碎煤進(jìn)行篩分和統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明各實(shí)驗(yàn)碎煤均很好地服從威布爾分布,因此可用該分布函數(shù)中的形狀參數(shù)k和特征粒徑de來表征特定瓦斯壓力條件下煤的爆碎程度,進(jìn)一步選用煤的pmin值和特定瓦斯壓力下的de值作為含瓦斯煤的... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

012年至2019年1月份期間各煤礦事故發(fā)生次數(shù)和死亡人數(shù)所占比重近年來，煤與瓦斯突出事故雖逐年減少，但煤礦中的地應(yīng)力和瓦斯壓力隨著采掘深

者在突出機(jī)理研究方面已經(jīng)做了大量實(shí)驗(yàn)，但在瓦斯對煤的行研究。為此，自主研發(fā)一套含瓦斯煤的爆碎性測試裝置，體突然卸壓后的破壞情況。煤突然卸載的實(shí)驗(yàn)原理多孔介質(zhì)，瓦斯在其體內(nèi)的賦存形式有吸附和游離兩種狀態(tài)多達(dá) 85%～95%，但只有煤體中的吸附平衡被打破，瓦斯由可能成為突出的主要能量來源。此時(shí)，若煤體周圍的瓦斯壓的初始破壞。該破壞會產(chǎn)生大量孔裂隙，不斷解吸并流入的為后續(xù)的煤體破壞提供了源源不斷的動力。因此，煤中游離斯短時(shí)間內(nèi)大量解吸是突出發(fā)生的必要條件。胡千庭和金洪偉[4, 20]等人設(shè)計(jì)了專門的實(shí)驗(yàn)裝置來研究含瓦征，實(shí)驗(yàn)原理主要是選取一整塊原煤樣放入封閉容器內(nèi)，并保持一段時(shí)間，等煤塊內(nèi)部吸附平衡后，再突然打開容器口氣壓 p0，以觀察煤塊的破壞情況，如圖 2.1 所示。

（a）高壓容器平面圖 （b）裝置實(shí)物圖圖 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置主體部分平面圖與整體實(shí)物圖選取堅(jiān)固性系數(shù)小于 0.3 的塊狀原煤進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，其瓦斯壓力分別為 1. 2.2MPa。其中前者煤樣含有較多原生裂紋，后者煤樣完整性較好。突然卸載后，表面均有碎粒迸出，但前者整體斷裂，后者在整體上仍保持完整。通過以上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)含瓦斯煤在突然暴露時(shí)的確能發(fā)生破碎，但盡管實(shí)驗(yàn)所選煤度較小，裂隙發(fā)育良好，瓦斯壓力也較大，實(shí)驗(yàn)時(shí)卻沒有出現(xiàn)劇烈的破碎現(xiàn)象，壞程度遠(yuǎn)不及現(xiàn)場突出。其原因可能主要是該實(shí)驗(yàn)裝置的開口太小，無法實(shí)現(xiàn)容斯壓力突然釋放的目的。 實(shí)驗(yàn)裝置的研制思路及工作原理為了能在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證含高壓瓦斯煤塊在突然暴露時(shí)能發(fā)生爆炸性的破碎，自主一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置比上節(jié)所提到的裝置具有更大的開口，打開速度也更實(shí)驗(yàn)裝置的基本研制思路如下：（1）實(shí)驗(yàn)裝置安全可靠，承壓范圍在 0～5.0MPa，可進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]煤與瓦斯突出層裂發(fā)展機(jī)制研究[D]. 郭品坤.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
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本文編號：3017934