平頂山礦區(qū)近構(gòu)造區(qū)域煤與瓦斯突出規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、通過對(duì)平頂山礦區(qū)近地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域發(fā)生的煤與瓦斯突出事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)工作面推進(jìn)過程中遇地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生的煤與瓦斯突出事故呈現(xiàn)規(guī)律性，即工作面過斷層從下降盤向上升盤推進(jìn)更容易發(fā)生突出；突出多發(fā)生在落差較小的斷層處。“地應(yīng)力理論”、“構(gòu)造應(yīng)力理論”等傳統(tǒng)的煤與瓦斯突出理論未能準(zhǔn)確解釋突出方向性存在的原因，通過分析認(rèn)為，煤層瓦斯壓力、地應(yīng)力、煤體強(qiáng)度是影響煤與瓦斯突出的基本條件，煤層是瓦斯后期釋放的主要通道，瓦斯釋放通道和形態(tài)的改變是此類突出發(fā)

2、生的決定性條件。文章運(yùn)用RFPA2D數(shù)值模擬軟件對(duì)平頂山礦區(qū)近構(gòu)造區(qū)域工作面過斷層從下降盤向上升盤推進(jìn)及從上升盤向下降盤推進(jìn)發(fā)生的突出事故進(jìn)行數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明：
　?。?）工作面從逆斷層下降盤向上升盤推進(jìn)過程中，逆斷層落差為1.3m，約為煤層厚度的1/3，此時(shí)瓦斯釋放通道不是最差，工作面推進(jìn)至斷層附近發(fā)生突出事故；分析其原因?yàn)閿鄬釉诩袘?yīng)力的作用下發(fā)生拉伸破壞，煤層在剪應(yīng)力及瓦斯壓力作用下發(fā)生壓剪破裂，煤體結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞；

3、在集中應(yīng)力作用下破碎煤體重新被壓實(shí)，瓦斯的釋放通道和釋放形態(tài)發(fā)生改變，使得煤體內(nèi)部積聚大量的瓦斯且在斷層的封閉作用下難以釋放，致使煤層瓦斯壓力提高，在高瓦斯壓力的作用下突出發(fā)生；工作面從正斷層下降盤向上升盤推進(jìn)過程中，正斷層落差為2.6m，約為煤層厚度的3/5，瓦斯釋放通道處于半封閉狀態(tài)，瓦斯釋放能力相對(duì)較差，煤體內(nèi)部積聚大量瓦斯，瓦斯壓力大；斷層在壓應(yīng)力影響發(fā)生壓剪破壞，煤層受剪應(yīng)力及瓦斯壓力作用產(chǎn)生壓剪破壞，煤體損傷嚴(yán)重，揭露斷層時(shí)

4、破碎煤體在高瓦斯壓力作用下被拋出。
　　（2）工作面從斷層上升盤向下降盤推進(jìn)過程中，斷層及煤層在集中應(yīng)力的作用下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，瓦斯釋放通道和釋放形態(tài)較好，瓦斯釋放良好，揭露斷層時(shí)未發(fā)生突出；隨著工作面的推進(jìn)，接近底凸部位時(shí)，瓦斯卸壓帶消失，底凸阻礙瓦斯的釋放，使得底凸部位瓦斯積聚，工作面直接處于高瓦斯壓力狀態(tài)，在高瓦斯壓力作用下發(fā)生突出。
　　（3）文中所研究的煤與瓦斯突出事故均不是在最佳封閉條件下發(fā)生的，則一旦