构造煤瓦斯放散特性及其影响因素分析.pdf

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1、患第141期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．06．011构造煤瓦斯放散特性及其影响因素分析尚显光，温志辉，陈永超(1．河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454003；2．河北理工大学轻X-学院，河北唐山063020)摘要：构造煤的发育是发生煤与瓦斯突出的必要条件，利用WT—l型瓦斯扩散速度测定仪测定了不同破坏程度构造煤的瓦斯放散初速度，结合试验煤样的坚固性系数，总结出构造煤的瓦斯放散初速度随着煤体破坏程度的升高(．厂值减小)而增加的结论；得出了构造煤具有快速放散瓦斯的特性；并分析了影响构造煤瓦斯放散特性

2、的主要因素。关键词：构造煤；放散初速度；破坏程度；坚固性系数；影响因素中图分类号：TD713文献标识码：B文章编号：1005—2798(2011)06—0031-02研究表明，“一定厚度构造软煤的存在是发生和流动的规律，煤体处于原始高压瓦斯吸附饱和状煤与瓦斯突出的必要条件”⋯。构造煤是煤层受态时，储存了高压瓦斯潜能。当外力的作用或采动到构造强烈挤压和剪切破坏作用的产物，由于受力影响煤层时，煤体内大量的瓦斯在瓦斯压力梯度的大小、作用范围和受力状态的非均衡性，煤层中范围作用下，短时间内从煤体内部高压区向采掘空间低和厚度大小不同的自然分层发生变形，丧

3、失了原来压区内放散出来，瓦斯潜能得到释放，煤放散瓦斯的的均质、层理清晰的条带状结构，而形成破碎的颗粒能力大小和速度与突出的发生有直接关系p。或粉状的构造破坏煤。2实验煤样瓦斯放散初速度(△P)和坚固构造煤的高空隙率、低透气性保持了较高的瓦性系数(．的测定斯压力和瓦斯含量，为发生突出储存了潜能；构造煤较低的强度，很难抵抗较强的外力作用，降低了突出瓦斯突出参数(△P、厂值)是通过煤矿井下采取发生的“门槛”，使得构造煤最容易被破坏和抛出，煤样在实验室测定获得的相对指标，是目前国内外因此研究并掌握构造煤瓦斯放散规律，对于煤与瓦广泛采用的预测瓦斯突出的物

4、理量，其值大小不仅斯突出预测、煤层瓦斯压力和含量的预测以及估算能够客观地反映煤体强度和破坏程度，还能很好地采动落煤的瓦斯涌出等都有着重大的理论指导意义定量表征煤样的瓦斯放散特性和发生瓦斯突出的气与现实意义。体介质条件。为了定量考查构造煤瓦斯放散特性与煤体破坏1瓦斯放散初速度△JP程度的关系，笔者在鹤壁五矿和义马新安矿分别采我国一直采用瓦斯放散初速度指标△P来对煤集了1O组不同破坏程度的煤样，采用“落锤法”对的瓦斯放散能力进行评价，并结合煤的坚固性系数煤样的坚固性系数(进行了测定，利用煤炭科学研／，形成了综合指标K=A，在区域预测中被广泛究总院抚

5、顺分院研制的wr一1型瓦斯扩散速度测采用，取得了很好的应用效果J。瓦斯放散初速度定仪，对煤样的瓦斯放散初速度(AP)进行了测定，指标△P按下式计算：测定结果见表1和表2。AP=p2-p1(1)鹤壁五矿lO个实验煤样中，取硬煤5组，其，式中：p为10s末汞柱两端液面差，Pa；p2为值均大于0．5，平均值为0．65；AP<1330Pa60s末汞柱两端液面差，Pa。(10mm汞柱)，平均值为1016．12Pa。取软煤5作为煤质指标之一，煤的瓦斯放散初速度△P组，其．厂值均小于0．5，平均值为0．32；AP>是由煤的物理化学性质决定的，该值表征了煤的微

6、1330Pa(10mm汞柱)，平均值为1556．1Pa。观结构，并反映了煤放散瓦斯的能力以及瓦斯渗透义马新安矿lO个实验煤样中，取硬煤2组，其，收稿日期：2011-03．16基金项目：新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET一07—0257)；河南理工大学2010年度青年基金项目资助(Q2010—47a作者简介：尚显光(1976一)，男，河南社旗人，讲师，在读硕士研究生，主要从事煤矿瓦斯灾害预测与防治等方面的研究。312011年6月尚显光等：构造煤瓦斯放散特性及其影响因素分析2oI-值均大于0．4，平均值为0．44；AP<1330PaAP值随厂

7、值减小而降低；表1中的9、10号煤样，表(10mm汞柱)，平均值为1075．73Pa。取软煤82中的6、7号煤样以及8、9号煤样，厂值虽然相同，组，其值均小于0．4，平均值为0．21；AP>但△P值却不相等，这说明构造煤的瓦斯放散特性1330Pa(10mm汞柱)，平均值为2039．49Pa。还受其他因素的影响和控制，因此有必要对影响构表1鹤壁五矿煤样△P、厂值测定结果造煤瓦斯放散的主要因素做进一步的分析和研究。序号采样地点煤样类型aP／Paf值l5．O3．012．525lO．O20苦7．5I_55．OI．02．500l5．Ol2．510．07．

8、55．0表2义马新安矿煤样AP、厂值测定结果2．5Ot(b)硬煤Q一放散量曲线；v—放散速度曲线图1典型煤样实验结果示意4影响构造煤瓦斯放散特性的因素