復雜條件下煤與瓦斯突出的區域預測理論技術研究.pdf

1、目前煤層突出危險性區域預測存在準確率低、預測指標不夠合理等問題，給有效的開展防突工作帶來了較大的困難。本文利用理論分析、實驗研究、現場實測與應用相結合的方法，對基于瓦斯含量的煤層突出危險性區域預測技術進行了較為深入的研究。
　　通過理論分析，得到了瓦斯壓力和煤層埋深的關系式，并且根據關系式進行了煤巖彈性模量、泊松比、溫度梯度和地應力梯度對瓦斯壓力和煤層埋深關系影響的分析；在煤與瓦斯突出過程中，突出能量主要來自于瓦斯膨脹能，進行了煤

2、與瓦斯突出條件和瓦斯突出裂隙通道的分析，分析推導出了基于瓦斯含量的瓦斯內能釋放做功的表達式；進行了煤與瓦斯突出能量的動態平衡分析，認為工作面瓦斯的突出動能和突出所消耗的能量是否保持平衡決定了煤與瓦斯突出發生與否，并得出了煤與瓦斯突出的能量動態平衡式。根據煤層瓦斯的解吸原理和相關測定標準，進行了瓦斯解吸測定實驗系統的設計和實驗條件的選擇，進行了不同吸附壓力和粒度條件下的瓦斯解吸實驗，根據所得實驗結果：煤樣的總的瓦斯解吸量隨吸附壓力的增大而

3、增加，解吸速度也顯著受到吸附壓力的影響，初始解吸速度隨吸附壓力的增加而增大，煤樣的解吸量和解吸速度隨吸附壓力的增大而增加，但是不同粒度的煤樣對吸附壓力的敏感性不同。各個粒度的煤樣在不同吸附壓力下，解吸初始階段的解吸量隨煤樣粒度的增大而減小，在解吸實驗進行約10 h之后呈現不同的變化規律，即隨著煤樣粒度的增加，初始瓦斯解吸量占得比例也逐步減小。進行了基于瓦斯含量的煤層突出危險性區域預測技術的研究，即依靠瓦斯解吸量快速測定方法，直接快速地測

4、定和計算出煤層可解吸瓦斯含量，作為煤層突出危險性區域預測的依據，并且進行了瓦斯含量直接測定系統的研究和設計。
　　在貴州省桐梓煤礦進行了現場應用，根據桐梓煤礦采掘現狀，進行了預測方案的設計，現場測定了7＃、9＃、10＃煤層二、三采區瓦斯基本參數，并根據煤層瓦斯含量進行了瓦斯壓力的計算。測定結果表明，7＃、9＃、10＃煤層未受斷層構造影響的原始煤體區域的有效瓦斯含量，在埋深相近時變化不大，瓦斯含量隨埋深增加而增大，符合瓦斯含量與埋深