我国煤矿岩石与CO2突出机制探讨

• 作者: 霍中刚 薛文涛 舒龙勇
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 关键词: 岩石与CO2突出 突出机制 关键结构体 突出启动 能量条件
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 煤炭科技发展前沿特刊|Special Issue on Advances in Coal Science & Technology
• 页码范围: 155-161
• 页数: 7页
• 分类号: TD713
• 语种: 中文

摘要

煤矿岩石与CO2突出危害严重,但发生频度较煤与瓦斯突出低,导致多年来对岩石与CO2突出机制研究一直不够系统深入.为解决这一问题,在前人研究成果的基础上,分析了我国发生岩石与CO2突出矿区含煤地层的CO2成因,总结了岩石与CO2突出规律和特征,建立了岩石与CO2突出物理模型,剖析了岩石与CO2突出过程、力学环境和能量条件.结果表明:参与突出的CO2均为无机成因型,与岩浆岩活动和煤田自燃热解有关;岩石与CO2突出是地应力、承压气体、突出岩体力学性质等因素综合作用的结果,由于参与突出的气体富集受气源控制,岩石与CO2突出危险区域呈点状或条带状分布;基于煤与瓦斯突出关键结构体致灾理论建立的岩石与CO2突出关键结构体模型与突出现场环境吻合,突出砂岩命名为结构1,对突出砂岩起支撑包裹作用的岩体分别命名为结构2、结构3和结构4;岩石与CO2突出过程经历了准备、启动、发展、终止4个阶段,突出准备阶段包括形成关键结构体直到突出激发完成,突出启动阶段是一个瞬态过程,突出启动与结构1的能量大小有关,只有当结构1积蓄的能量大于突出所需能量,即能量判据Ce≥1时才能成功启动;利用关键结构模型和能量判据能够揭示典型岩石与CO2突出事故的启动机制,为岩石与CO2突出防治提供了依据.