煤与瓦斯突出过程中气压时空演化规律

• 作者: 张超林 彭守建 杨红伟 罗小航 耿加波 许江
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 气压梯度 时空演化 物理模拟
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 基础理论与实验研究
• 页码范围: 81-90
• 页数: 10页
• 分类号: TD325
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.01.011

摘要

煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的地质灾害之一.近年来,随着采掘深度不断增加,地应力与瓦斯压力不断加大,突出次数也日益频繁,同时由于煤矿井下开采活动,使煤岩体中地应力场发生变化,在掘进工作面或回采工作面前方形成由卸压区、应力集中区和原始应力区组成的三带,给煤与瓦斯突出的预防与治理带来更大的困难.以天府三汇一矿为工程背景,基于相似理论试验模拟了采动条件下的煤与瓦斯突出过程,并分析了突出过程中气压的时空演化规律.研究结果表明:突出的发展是煤体由突出启动点向周围逐渐破坏并抛出的过程,相对突出强度为8.79％,且突出过程具有阵发性,表现为煤体的间歇式多次抛出和气压的反复升降,其中突出口附近气压的升幅较大,达到69.2％,而远离突出口处气压表现为短时间内急剧下降,之后缓慢下降并逐渐趋于大气压;突出过程中气压等压面近似以突出口为中心呈球面分布,且气体解吸区域近似呈球壳状逐渐向外扩展,球壳的扩展速度约为130 mrm/s,球壳附近气压梯度较大.