煤与瓦斯突出模拟试验台的研制与应用

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1、第27卷第11期岩石力学与工程学报Vol.27No.112008年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2008煤与瓦斯突出模拟试验台的研制与应用许江，陶云奇，尹光志，李树春，王维忠(重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，重庆400044)摘要：为更深层次地探索煤与瓦斯突出机制，在同类突出装置的基础上自主研发了“大型煤与瓦斯突出模拟试验台”，其主要由煤与瓦斯突出模具、快速释放机构、承载框架、电流伺服加载系统、翻转机构、主机支架及附属装置组成。分析后认为该试验台具有如下功能：(1)利用电流伺服加载系统可

2、对突出煤样施加均布荷载和阶梯形荷载，模拟工作面前方造成突出的局部应力集中现象。(2)可实现5种不同倾角煤层在不同地应力、不同瓦斯压力下的煤与瓦斯突出模拟试验。(3)利用泡沫不锈钢隔离煤样与进气孔，实现了对突出煤样的“面充气”功能。(4)通过快速释放机构，可瞬间打开突出口使突出端突然卸压。(5)实现了煤与瓦斯突出试验的全过程回放。试验结果表明：有典型的梨形突出孔洞出现，突出的粉煤有明显分选性，且瓦斯压力越大其突出强度越大。所得试验结果与现场突出特征吻合，说明该试验台具有良好的煤与瓦斯突出试验模拟功能。关键词：采矿工程；煤矿；煤与瓦斯突出；模拟；瓦斯压力；地应力中图分类号：TD713文

3、献标识码：A文章编号：1000–6915(2008)11–2354–09DEVELOPMENTANDAPPLICATIONOFCOALANDGASOUTBURSTSIMULATIONTESTDEVICEXUJiang，TAOYunqi，YINGuangzhi，LIShuchun，WANGWeizhong(KeyLaboratoryforExploitationofSouthwesternResourcesandEnvironmentalDisasterControlEngineering，MinistryofEducation，ChongqingUniversity，Chongqi

4、ng400044，China)Abstract：Inordertounderstandthemechanismofcoalandgasoutburst，thelarge-scaletestdeviceforcoalandgasoutburstsimulationisdeveloped.Thedeviceiscomposedofoutburstassembly，fast-releasingcomponent，load-bearingframe，electricservo-controlledloadingsystem，reversalunit，mainframebracketanda

5、ccessories.Thefunctionsofthistestdeviceareanalyzedasfollows.(1)Byusingtheelectricservo-controlledloadingsystem，uniformloadandsteploadontheoutburstcoalsamplecanberealized；meanwhile，theoutburstphenomenoncausedbytheconcentratedstressinfrontofthecoalfacecanbesimulated.(2)Thisdevicecansimulatefivek

6、indsofcoalandgasoutburstexperimentsoncoalbedswithdifferentobliquities，whichareunderthedifferentgaspressuresandgeostresses.(3)Thefoam-stainlesssteelisusedtoseparatethecoalsamplefromtheairintakeonthesoleplateoftheoutburstassemblytorealizetheplane-chargingfortheoutburstcoalsample.(4)Byusingthefas

7、t-releasingcomponent，theoutburstostiumcanbeopenedatonceanditspressurewillbecomezero.(5)Thefullprocessofcoalandgasoutburstcanbemonitoredbythisdevice.Theexperimentalresultsindicatethatthetypicaloutburstholeappears，thepowdercoalshowstheobv