煤的原位瓦斯放散初速度测定装置及方法研究
薛伟超
中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116;中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122
摘要：瓦斯放散初速度是鉴定煤与瓦斯突出危险性的重要指标之一.现有研究未将煤的瓦斯放散初速度指标测试与突出鉴定的其他 3个指标(煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、煤的坚固性系数)的测试有机结合.现行瓦斯放散初速度测定方法基于AQ 1080-2009《煤的瓦斯放散初速度指标(∆p)测定方法》,测定结果仅反映标准实验条件下瓦斯通过煤粒子向外释放的难易程度,未考虑煤层瓦斯赋存的原位环境,无法准确反映现场煤岩体内部瓦斯向外释放的灾害严重程度.针对上述问题,提出了一种原位瓦斯放散初速度测定装置及方法:采用原始煤块代替煤颗粒,用原始瓦斯成分代替甲烷,增加煤体所处瓦斯压力、应力、温度环境,还原测定的原位环境.对某煤矿煤与瓦斯突出煤层进行原位瓦斯放散初速度测定试验,得出结论:① 随着模拟瓦斯放散过程的进行,瓦斯放散流量逐渐减小,随时间大致呈负指数变化规律.用瓦斯流量表征原位瓦斯放散初速度,则ΔpQA=7.1 mmHg,ΔpQI=2.9 mmHg.② 随着模拟放散过程的进行,放散空间内的瓦斯压力逐渐增大,放散瓦斯压力增大速度逐渐减小,瓦斯压力随时间变化大致呈对数函数关系.用放散瓦斯压力表征原位瓦斯放散初速度,则ΔpPA=25 mmHg,ΔpPI=26.6 mmHg,ΔpPD=11 mmHg.测定结果可综合反映煤层赋存的双重孔隙结构、煤体的力学特性、煤体内瓦斯的赋存能量、煤层赋存的地应力和温度等原位环境,真实反映煤矿井下发生突出危险性程度.
关键词：煤与瓦斯突出突出危险性鉴定瓦斯放散初速度原位环境放散瓦斯压力放散瓦斯流量
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：辽宁省自然科学基金资助项目(2022-MS-463)
论文发表日期：2024-04-10
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：7( 121-127 )
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