煤与瓦斯突出过程颗粒煤碰撞诱发二次破碎理论研究
涂庆毅1
袁亮1
薛生1
程远平2
金侃3
赵祖恒4
1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心,安徽淮南 2320012.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 2211163.中国计量大学质量与安全工程学院,浙江杭州 3100184.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001
摘要：煤与瓦斯突出是一种威胁煤矿安全生产的典型动力灾害.本文在分析搬运过程突出煤颗粒间或与巷道(阻挡物)的碰撞导致的二次破碎的理论过程基础上,建立突出煤颗粒碰撞二次破碎理论模型,开展单次和多次碰撞极限破碎理论计算.结合突出煤颗粒二次破碎试验分析,讨论了煤的结构差异对二次破碎的影响及对突出的作用.结果表明:当抗压强度小于2 MPa时,突出煤颗粒单次碰撞后的极限粉碎率随着抗压强度的降低急剧升高;而抗压强度大于2 MPa时,突出煤碰撞后的粉碎率随着抗压强度的降低而增加的速度较为缓慢,粉碎率低于0.0415％.2次试验0.074 mm以下的破碎煤占突出煤的质量比均低于0.41％,证明了表观结构完整的颗粒煤破碎或粉化是极其困难的.突出煤在搬运过程中的二次破碎是必要的过程,这种二次破碎形成的小颗粒或粉化煤是突出过程中的瓦斯能快速释放的保障.煤的力学强度和表观结构决定了其能否在搬运过程中二次破碎,相对于表观结构完整、强度高的原生煤,由散体煤胶结而成的构造煤更容易由于颗粒碰撞而发生二次破碎或粉化,同样验证了构造煤极易满足突出的条件.研究成果对突出煤的高度破碎或粉化现象成因进行了解释,有助于揭示突出灾变过程与机理.
关键词：煤与瓦斯突出搬运过程颗粒碰撞二次破碎粉碎率
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：安徽省高校科学研究优秀青年项目(2022AH030087)
论文发表日期：2024-05-30
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：10( 524-533 )
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