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DOI: 10. 13347 /j . cnki . mkaq. 2016. 06. 048
煤与瓦斯突出机理探讨及其预报方法
王 健
1
,
王 超
1
,
郑 赟
2
,
袁旭
朋
1
,
许声
弟
1
,
郭开
元
1
( 1.
中国
矿业大学
(
北京
)
资源与安全工程学院
,
北京
100083; 2.
中国矿业大学
(
北京
)
力学与建筑工程学院
,
北京
100083)
摘 要
:
煤与瓦斯突出是严重的矿井地质灾害
,
受到
瓦斯
、
地应力
、
煤体强度
、
温度等众多因素的
影响
,
问题的特殊性和复杂性导致煤与瓦斯突出成为摆在人类面前的科研难题
。
为了防止煤与
瓦斯突出的发生
,
国内外研究者们对其机理做了大量探索
,
提出了多种假说
。
着重探讨了受认可
程度最高的
3
种假说及其各自适用的局限性
,
提出存在的问题
,
并总结目前应用较为有效的突出
预报方法
。
关键词
:
煤与瓦斯突出
;
突出机理
;
突出预测预报
;
突出假说
;
综合作用
中图分类号
: TD713
文献标志码
: A
文章编号
: 1003 - 496X( 2016) 06 - 0173 - 05
Discussion on Coal and Gas Outburst Mechanism and Its Forecasting Method
WANG Jian
1
,WANG Chao
1
,ZHENG Yun
2
,YUAN Xupeng
1
,XU Shengdi
1
,GUO Kaiyuan
1
( 1. School of Resource and Safety Engineering,China University of Mining and Technology ( Beijing) ,B
eijing 100083,China;
2. School of Mechanics and Civil Engineering,China University of Mining and Technology ( Beijing) ,Beijing 100083,China)
Abstract: Coal and gas outburst is a serious geological disaster,and it is influenced by many factors such as temperature,mine gas,
ground stress,and coal strength. The particularity and complexity of the problem makes coal and gas outburst become human research
problem. In order to prevent the occurrence of coal and gas outburst,the researchers at home and abroad have done a lot of explorations
on the mechanism,and propose many hypotheses. We emphatically discuss the highest level of recognition of three hypotheses and their
applicable limitations,and propose the existing problems. Meanwhile,it summarizes some more effective outburst prediction methods
in current.
Key words: coal and gas outburst; outburst mechanism; outburst forecasting; outburst hypothesis; comprehensive function
煤与
瓦斯突出是指煤矿地下采掘过程中
,
在很
短的时间
(
数分钟
)
内
,
从煤
(
岩
)
内部向采掘工作空
间突然喷出煤
(
岩
)
和瓦斯
,
且伴有声响和猛烈力能
效应的动力现象
[1]
。
煤与瓦斯突出是一种严重威
胁煤矿安全生产
的矿井灾害
,
一旦发生将会对人员
生命安全
、
社会财产和工作环境造成极其恶劣的影
响
。
随着近年来我国煤矿采掘深度的不断增加
,
煤
与瓦斯突出矿井的数目不断增多
,
突出次数也日益
频繁
,
更加有效的解决煤与瓦斯突出问题显得尤为
重要和迫切
。
关于煤与瓦斯突出的机理
,
国内外现有
30
多种
假说
,
其中地应力主导作用假说
、
瓦斯主导作用假说
和综合作用假说受认可程度最高
。
然而
,
由于煤与
瓦斯突出的特殊性和复杂性
,
现有假说还不能解释
所有突出现象
,
基本停留在定性和近似定量的描述
阶段
,
许多问题有待深入研究
。
针对煤与瓦斯突出
机理的
3
种主导假说
,
分别探讨其存在的问题及使
用局限性
,
以期更清楚地认识煤与瓦斯突出机理
,
形
成更加规范适用的理论体系
。
1
地应力主导作用假说及其局限性
地应力主导作用假说认为煤与瓦斯突出的发生
主要是高地应力作用的结果
。
地应力对瓦斯压力
、
瓦斯含量
、
煤体强度和脆性均有影响
。
许多研究者曾论述地应力在突出中的绝对主导
作用
,
认为在高地应力区域
,
地应力的升高会降低煤
体渗透率
,
从而造成煤体内孔隙压力的升高
,
所以地
应力的升高直接导致突出动力之一的瓦斯压力的升
高
[2]
。
孔隙
压力作用于含瓦斯煤体
,
使得煤体中裂
纹扩张
,
导致煤体的抵抗能力减弱
,
破坏强度降低
。
另外
,
含瓦斯煤的脆性随瓦斯含量的增加而增大
,
煤
体失稳破坏机率又会随煤体脆性度的增加而增加
,
所以煤体中的瓦斯加速了煤体失稳破坏的进程
。
胡
千庭
[3]
等
把
煤与瓦斯突出建立在力学破坏的过程
·371·
第
47
卷 第
6
期
2016
年
6
月
Safety in Coal Mines
Vol. 47 No. 6
Jun. 2016
中国煤炭期刊网
www.chinacaj.net
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