復(fù)雜條件下煤與瓦斯突出的區(qū)域預(yù)測(cè)理論技術(shù)研究.pdf

1、目前煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)存在準(zhǔn)確率低、預(yù)測(cè)指標(biāo)不夠合理等問題，給有效的開展防突工作帶來了較大的困難。本文利用理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與應(yīng)用相結(jié)合的方法，對(duì)基于瓦斯含量的煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。
　　通過理論分析，得到了瓦斯壓力和煤層埋深的關(guān)系式，并且根據(jù)關(guān)系式進(jìn)行了煤巖彈性模量、泊松比、溫度梯度和地應(yīng)力梯度對(duì)瓦斯壓力和煤層埋深關(guān)系影響的分析；在煤與瓦斯突出過程中，突出能量主要來自于瓦斯膨脹能，進(jìn)行了煤

2、與瓦斯突出條件和瓦斯突出裂隙通道的分析，分析推導(dǎo)出了基于瓦斯含量的瓦斯內(nèi)能釋放做功的表達(dá)式；進(jìn)行了煤與瓦斯突出能量的動(dòng)態(tài)平衡分析，認(rèn)為工作面瓦斯的突出動(dòng)能和突出所消耗的能量是否保持平衡決定了煤與瓦斯突出發(fā)生與否，并得出了煤與瓦斯突出的能量動(dòng)態(tài)平衡式。根據(jù)煤層瓦斯的解吸原理和相關(guān)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了瓦斯解吸測(cè)定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)條件的選擇，進(jìn)行了不同吸附壓力和粒度條件下的瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果：煤樣的總的瓦斯解吸量隨吸附壓力的增大而

3、增加，解吸速度也顯著受到吸附壓力的影響，初始解吸速度隨吸附壓力的增加而增大，煤樣的解吸量和解吸速度隨吸附壓力的增大而增加，但是不同粒度的煤樣對(duì)吸附壓力的敏感性不同。各個(gè)粒度的煤樣在不同吸附壓力下，解吸初始階段的解吸量隨煤樣粒度的增大而減小，在解吸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行約10 h之后呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律，即隨著煤樣粒度的增加，初始瓦斯解吸量占得比例也逐步減小。進(jìn)行了基于瓦斯含量的煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)的研究，即依靠瓦斯解吸量快速測(cè)定方法，直接快速地測(cè)

4、定和計(jì)算出煤層可解吸瓦斯含量，作為煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)的依據(jù)，并且進(jìn)行了瓦斯含量直接測(cè)定系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)。
　　在貴州省桐梓煤礦進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，根據(jù)桐梓煤礦采掘現(xiàn)狀，進(jìn)行了預(yù)測(cè)方案的設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定了7＃、9＃、10＃煤層二、三采區(qū)瓦斯基本參數(shù)，并根據(jù)煤層瓦斯含量進(jìn)行了瓦斯壓力的計(jì)算。測(cè)定結(jié)果表明，7＃、9＃、10＃煤層未受斷層構(gòu)造影響的原始煤體區(qū)域的有效瓦斯含量，在埋深相近時(shí)變化不大，瓦斯含量隨埋深增加而增大，符合瓦斯含量與埋深