煤與瓦斯突出過程能量演化研究.pdf

1、煤與瓦斯作突出為煤礦生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要災(zāi)害之一，嚴(yán)重影響著礦井的安全生產(chǎn)，目前仍然是一個(gè)世界性的難題，隨著開采條件的不斷惡化，各類煤炭災(zāi)害日趨嚴(yán)重。由于煤與瓦斯突出的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)的難度較大，在實(shí)驗(yàn)室利用煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)突出過程中的能量變化進(jìn)行研究是主要的研究方法之一。本文以硅酸鹽水泥、腐殖酸鈉、羥甲基纖維素鈉和硅酸鈉等材料為基料，分別研究各類膠結(jié)材料對(duì)煤的力學(xué)性質(zhì)、堅(jiān)固性系數(shù)、瓦斯吸附解析特性的影響。并通

2、過正交實(shí)驗(yàn)復(fù)配研發(fā)新型型煤膠結(jié)劑，研制近似原煤的突出模擬試驗(yàn)的型煤。認(rèn)為當(dāng)膠結(jié)材料配比為水泥：腐殖酸鈉：CMC：活性炭=2％：12~15%：4%：4~6%時(shí)，型煤的抗壓強(qiáng)度和瓦斯吸附特性與原煤較為接近。
　　為研究煤與瓦斯突出過程的能量演化情況，以煤與瓦斯突出誘發(fā)的兩個(gè)重要因素瓦斯壓力和地應(yīng)力為研究變量，分別設(shè)計(jì)瓦斯壓力（0.65MPa、0.75Ma、0.85MPa和0.95MPa）和地應(yīng)力（5 MPa、10 MPa、15 MPa

3、和20 MPa）各4個(gè)不同的變量參數(shù)，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)煤與瓦斯突出過程的能量變化過程進(jìn)行演化研究。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著瓦斯壓力和地應(yīng)力的增大，突出煤量也逐漸增多，突出強(qiáng)度與突出效果也隨之增強(qiáng)。當(dāng)瓦斯壓力為0.65MPa時(shí)，不會(huì)發(fā)生突出現(xiàn)象，隨著突出能量的增加，先是在靠近突出口的區(qū)域內(nèi)收集到煤量，隨后在各個(gè)區(qū)域內(nèi)都可以收集到煤樣。當(dāng)瓦斯壓力為0.75MPa時(shí)，突出煤量為2.99kg-3.19kg，占試驗(yàn)所用煤量的19.95%-21.34%,；

4、當(dāng)瓦斯壓力為0.85MPa時(shí)，突出煤量為3.50kg-3.73kg，占試驗(yàn)所用煤量的23.19%-24.79%；當(dāng)瓦斯壓力為0.95MPa時(shí)，突出的煤量為4.30kg-4.61kg，占試驗(yàn)所用煤量的28.65%-30.70%。
　　對(duì)相同瓦斯壓力不同地應(yīng)力的試驗(yàn)突出煤量和相同地應(yīng)力不同瓦斯壓力的突出煤量進(jìn)行比較分析可以發(fā)現(xiàn)，隨著瓦斯壓力和地應(yīng)力的逐漸增加，相對(duì)突出強(qiáng)度逐漸增加的。參考突出能量變化規(guī)律，認(rèn)為瓦斯壓力對(duì)突出強(qiáng)度的影響要