真三维应力状态下不同地应力条件对煤与瓦斯突出两相流动力学特征的影响
周斌1
杨兆龙1
李树刚1
许江2
程亮1
林海飞1
双海清1
胡彪1
1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 7100542.重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室,重庆 400044
摘要：为进一步揭示煤层地应力对巷道内煤-瓦斯突出两相流致灾作用的影响机制,开展了不同地应力下的突出物理模拟试验,分析了突出过程中两相流的冲击动力、运动及煤粉堆积-分选等致灾特征.结果表明:冲击力脉冲频次随距突出口距离增大呈现递减的趋势;近突破口区域峰值冲击力与地应力呈正相关,随距突破口距离增加峰值冲击力衰减速率加快,且衰减速率在高地应力时显著降低;冲击动力致灾区域在巷道内呈非连续分布特征,主要集中于巷道中前部,在突出600～2 000 ms时致灾风险最大;巷道内冲击动力致灾危害性随地应力增大呈先增后减趋势,高地应力时显著降低,表明地应力增大到一定程度后会产生一种两相流冲击动力致灾的抑制机制;突出冲击波速度为330～400 m/s,约为煤粉流速度的10～15倍;突出过程中,近突出口区域煤粉质量浓度变化速率最快,且地应力越大煤粉质量浓度越大;随着地应力增大,突出后煤粉质量及中小粒径占比增大,地应力增大既增强突出强度又加剧煤粉破碎;破碎功峰值随地应力增大沿巷道向后迁移且幅值呈增大趋势,煤粉堆积与破碎能量主要富集于巷道中部.
关键词：煤与瓦斯突出两相流地应力冲击力运动特征煤粉堆积
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52204240)陕西省自然科学基金青年项目(2022JQ-365)陕西省自然科学基金青年项目(2025JC-YBQN-658)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-31（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 1053-1065,1111 )
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