基于应力分阶作用机制的煤岩瓦斯动力灾害特征分析
赵伟1
李泽鑫1
赵丹1
周爱桃1
臧杰1
裴雄飞2
1.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 1000832.衢州市应急管理局,浙江 衢州 324000
摘要：随着浅部煤炭资源日益枯竭,我国煤炭开采逐步向深部延伸.随着埋深增加,应力状态发生转换,应力场类型也会发生转变,使得煤岩内部应力分布呈现出有层次性的分阶趋势,这种应力分阶作用造成了煤岩体的物理力学特征以及瓦斯赋存、运移环境的差异,从而影响煤岩瓦斯动力灾害的发生特征.为深入分析应力分阶作用对煤岩瓦斯动力灾害发生的影响,对应力分阶作用的影响机制进行了综述.结果表明:在应力分阶作用影响下,应力状态发生转换,导致构造煤发育程度、破坏状态的不同,且破坏程度较高的构造煤层有向静水应力状态发展的趋势;煤中孔隙在临界深度时小孔和微孔更发育,孔比表面积及孔容更大,裂纹转向也随之由水平向过渡为垂向,从而影响了煤层的渗透性和瓦斯的迁移路径;瓦斯含量随埋深增加呈现先增加后减小的变化趋势;深度加深,侧压系数变化,导致突出孔洞的形状由半椭圆形向蝶形变化,浅部与深部不同的应力状态也使得煤岩瓦斯动力灾害形式发生了改变.基于上述研究,提出浅部以瓦斯抽采为主,深部卸荷消能与瓦斯抽采协同的灾害分区治理理念;未来须思考如何完善并实践卸荷消能介质改性协同技术体系,有效减轻或避免由于应力变化引起的煤岩瓦斯动力灾害,以应对深部煤层开采带来的挑战.
关键词：煤岩瓦斯动力灾害瓦斯抽采深部开采应力分阶影响机制
分类号：TD712+.6(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52374250)国家自然科学基金(52130409)国家重点研发计划(2023YFC3009000)
论文发表日期：2025-05-31
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( 40-54 )
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