受載含瓦斯煤解吸規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著礦井開采向深部不斷延伸，煤層瓦斯壓力和地應(yīng)力隨之逐漸增大，礦井瓦斯災(zāi)害尤其是煤與瓦斯突出更加嚴(yán)重。高應(yīng)力作用條件下，含瓦斯煤解吸規(guī)律是防治礦井深部應(yīng)力主導(dǎo)型煤與瓦斯突出事故的關(guān)鍵理論。本文以含瓦斯原煤為研究對(duì)象，依托自行研發(fā)的含瓦斯煤熱-流-固-力耦合吸附-解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)受載含瓦斯原煤解吸規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論研究，與非受載含瓦斯煤（原煤和顆粒煤）解吸規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析，并以此為基礎(chǔ)闡述了受載含瓦斯煤解吸規(guī)律主要控制因素，最后通過建

2、立數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　通過實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬，本文取得了以下主要進(jìn)展：
　　（1）成功研發(fā)受載含瓦斯煤熱-流-固-力耦合吸附-解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)力組合條件下的含瓦斯煤吸附-解吸模擬實(shí)驗(yàn)。
　?。?）深入分析了影響受載含瓦斯煤解吸規(guī)律的敏感性因素。研究表明，解吸時(shí)間相同條件下，煤體軸向加載破壞過程中，瓦斯解吸量、解吸速度和煤體孔隙率隨軸壓的增大是先減小后增大的，呈“V”字型變化

3、，最小出現(xiàn)在屈服強(qiáng)度階段，最大出現(xiàn)在脆性破壞階段；煤體瓦斯解吸量和解吸速度隨著圍壓的增大而減小；煤體瓦斯解吸量隨著吸附平衡壓力的增大呈二次多項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系增加。
　?。?）非受載顆粒煤、非受載原煤和受載原煤的瓦斯解吸量和瓦斯解吸速度隨時(shí)間變化均呈乘冪函數(shù)關(guān)系；非受載顆粒煤瓦斯解吸量和解吸速度都要遠(yuǎn)大于非受載原煤；非受載原煤瓦斯解吸量和解吸速度小于受載原煤加載破壞階段，但大于加載過程中的任一階段；通過對(duì)比分析得到，解吸理論基礎(chǔ)、應(yīng)力效