煤体倾角突变对煤与瓦斯突出及冲击演化特征影响
唐巨鹏1
黄磊2
潘一山3
张昕2
任凌冉2
张众华2
1.辽宁工程技术大学 力学与工程学院,辽宁 阜新 123000;沈阳大学 环境学院,辽宁 沈阳 1100442.辽宁工程技术大学 力学与工程学院,辽宁 阜新 1230003.辽宁大学 灾害岩体力学研究所,辽宁 沈阳 110036
摘要：为进一步探究深部复杂地质构造煤体倾角突变对煤与瓦斯突出及冲击演化特征影响,考虑突出实际情况,设置倾角突变界面,界面上侧为原煤,下侧为型煤,分别用于模拟原生煤体与构造煤体,通过三维应力加载模拟现场真实工况,结合冲击力测试仪、声发射检测仪、数据采集仪等监测设备,开展不同倾角(煤体倾角突变初始角度θI、突变角度θM)突变条件下突出模拟试验,分析煤体倾角突变对突出强度及冲击参数(冲击力峰值、负压段最大值、急剧变化段时长)的影响.研究结果表明:①在 10°<θI≤20°、10°≤θM≤20°的范围内存在一个煤体倾角突变临界值θT,当θI与θM均大于等于θT时,易发生低指标突出;当θI一定时,临界瓦斯压力与θM成负相关关系,单位突出强度与θM成正相关关系.②冲击力在模拟巷道内的演化过程可划分为3个阶段:急剧变化阶段、波动变化阶段及平稳变化阶段.正压阶段高频脉冲A与负压阶段高频脉冲B的数量与密集度均与θM密切相关,随θM的增大,冲击力急剧变化阶段波动越发复杂,高频脉冲A、B在该段内逐渐呈现出高度集中的态势.③冲击力峰值和负压段最大值与瓦斯集中系数成负线性关系,急剧变化阶段时长与瓦斯集中系数成正线性关系.冲击气流峰值速度和累计AE能量变化趋势基本一致,均与瓦斯集中系数Iθ成负线性关系,两者皆在θM大于等于θT时呈现较为显著的变化特征.
关键词：深部复杂地质构造煤体倾角突变煤与瓦斯突出煤粉分布冲击力突出强度
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52374122)国家自然科学基金(51874165)辽宁省兴辽英才计划资助项目(XLYC1902106)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 18-32 )
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