低瓦斯条件下煤与瓦斯突出过程的能量分析.pdf

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1、总第198期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2016．02．004低瓦斯条件下煤与瓦斯突出过程的能量分析雷少鹏，梁双峰，张海洋(1．河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454003；2．郑州煤业集团有限责任公司，河南郑州450000)摘要：瓦斯突出是世界上的重大灾害，是国内外煤矿安全开采的重大科学和技术难题。近年来，特重大瓦斯突出事故在低瓦斯矿井接连发生。为了探究发生低瓦斯突出的合理性和产生机理，构建了以煤层埋深，瓦斯压力以及煤体坚固性系数为变量的突出过程能量方程。通过计算，一方面验证了低瓦斯条件下突出现象的存在性和合理性，在

2、突出源区低瓦斯条件下，异常地应力以及煤体坚固性系数起着主导作用；另一方面，对于极破碎的构造煤来说，一旦达到一定开采深度，就会发生低瓦斯突出现象，此时瓦斯压力0．74MPa就不能作为判定是否发生突出的依据。关键词：低瓦斯；煤与瓦斯突出；能量方程中图分类号：TD713文献标识码：A文章编号：1005—2798(2016)02—0011—03AnalysisofCoalandGasOutburstinLowGassyCoalMineLEIShao-peng，LIANGShuang-feng2，ZHANGHai-yang(1．SchoolofSafetyScien

3、ceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454003，China；2．ZhengzhouCoalIndustry(Group)Co．，Ltd，Zhengzhou450000，China)Abstract：Coalandgasoutburstisthemostdeadlydiasterundercoalmineworldwide，especiallyinChina．Ithaslongbeenoneofthesignificantscientifictopics．Coalandgasoutburst

4、soccurrednotonlyinhighgassycoalmines，butalsoinlowgassycoalminesoverthepasttwodacates．Inordertoexploretherationalityofcoalandgasoutburstinlowgassymines，theenergyequationisestablishedwiththeminingdepth，thegaspressureandconsistentcoefficien．Ontheonehand，wecanvenfytheexistenceandratio

5、nalityoftheoutburstinlowcoalseamgascontent．Abnomalcrustalstressandconsistentcoefficienplaychiefroalsinleadingtotheoutburstinlowcoalseamgascontentoftheaccidentplaces．Ontheotherhand，asfortheverycrackedtectoniccoal，oncewereachacertaindepthofmining，theoutburstswillhappenandthe0．74MPag

6、aspresurecannotbethebaisofjudgingwhethertheoutburstwillhappenornot．Keywords：lowgasmines；coalandgasoutburst；energyequation低瓦斯矿井发生煤与瓦斯突出是指在矿井总体转化为撞击巷道壁、支架和其它障碍物的摩擦热、震瓦斯压力以及瓦斯含量都非常小且小于突出指标临动、声响等能量]。为了便于分析，这一少部分能量界值的情况下发生煤与瓦斯突出事故。从2001年耗散不予考虑。在巷道掘进过程中，煤层顶底板弹到2008年10月．全国共记录13起发生在低瓦斯矿性潜

7、能对突出做功远小于煤体弹性潜能3]，所以井的煤与瓦斯突出事故，造成66名矿工死亡_lJ。只考虑煤体弹性潜能对突出做功。这样，就可以认针对低瓦斯范畴的瓦斯突出，认为高压瓦斯并不一为煤与瓦斯突出是一个由煤体中储存的弹性势能和定是煤与瓦斯突出的必备因素，而起着主导作用的瓦斯膨胀能突然释放将煤体破碎并且抛出的过程。是构造演化过程中形成的异常地应力场，但这又不1低瓦斯突出能量方程建立同于一般意义上的冲击地压。为了探究这种现象的发生机理，从能量的角度分析，突出的能量来源主要1．1煤体弹性势能有煤体弹性潜能、顶底板弹性潜能和煤体中的瓦斯煤体的弹性潜能是在地应力场的作用下

8、产生，膨胀能．这些能量在突出过程中主要转换为煤体的地应力按其成因可