动静载荷诱发应力主导型煤与瓦斯突出模拟与防控
李普1
房新亮2
郭志企3
郭怀广4
温蓬5
1.河南工程学院 资源与安全工程学院,河南 郑州 4511912.新疆工程学院 安全科学与工程学院,新疆 乌鲁木齐 8300233.河南能源集团研究总院有限公司,河南 郑州 4500464.中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;煤矿灾害防控全国重点实验室,辽宁 抚顺 1131225.西南科技大学 环境与资源学院,四川 绵阳 621010
摘要：为了研究多因素耦合作用下,地应力、瓦斯压力、动力扰动对煤与瓦斯突出过程中微裂纹、应力变化、突出速度、突出距离的影响,以颗粒法为基础建立数值模型,模拟煤与瓦斯突出过程.首先对模型施加不同的竖向和水平应力,模拟初始瓦斯压力为 1.0 MPa时,煤与瓦斯突出的速度、突出距离、裂纹扩展等特征;然后在竖向应力和水平应力为 12 MPa和 9.6 MPa的状态下,设置 0.25、0.5、1.0、2.0 MPa 4 个瓦斯压力梯度,研究瓦斯压力对煤与瓦斯突出过程的影响;最后对前 2 种模拟环境下未发生煤与瓦斯突出的 3 组边界条件施加动力荷载,探究动力扰动对煤与瓦斯突出的影响.研究表明:应力主要为煤与瓦斯突出提供动力,加速煤体的破坏,应力越大煤体颗粒突出的速度越快,突出的距离越远;应力主导型的突出中应力在突出孕育、发生的过程中起了主导作用;瓦斯压力可以在一定程度上降低煤与瓦斯突出的难度,但当瓦斯压力过小时,将会限制灾害的发生;动力扰动对煤与瓦斯突出的主要影响是其导致煤岩间裂隙拓展发育,促进瓦斯解吸,当应力水平较低时,动力扰动也可以成为突出发生的诱因.
关键词：煤与瓦斯突出动静载荷应力变化瓦斯解吸注爆一体化突出防治
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：河南省高等学校重点科研资助项目(22A440003)
论文发表日期：2025-06-20
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：8( 63-70 )
英文信息