不同激勵源對煤析出氣體及煤吸附氣體對瓦斯突出的影響.pdf

1、煤與瓦斯突出是煤礦開采中復雜的動力現(xiàn)象，嚴重制約著煤礦的生產(chǎn)安全。目前，國內(nèi)外學者對突出機理做了大量研究，普遍認為該突出是由地應力、瓦斯及煤的物理力學性能等綜合作用引起的，即綜合作用假說。
　　本文以此假說為基礎(chǔ)，設(shè)計并制作了不同激勵源激勵煤析出瓦斯的實驗平臺及煤與瓦斯突出模擬實驗系統(tǒng)。主要進行了以下兩部分內(nèi)容的研究:不同激勵源對煤析出瓦斯的影響及各氣體對煤與瓦斯突出強度的影響，為預防井下煤與瓦斯突出提供實驗數(shù)據(jù)。所有用于實驗的試

2、樣均被密封保存且其體內(nèi)吸附氣體已抽放干凈。
　　第一部分主要研究了電磁激勵源、熱激勵源作用于不同粒度及不同含水率煤樣時的氣體析出。通過采用紅外分析儀、光纖傳感器(CH4、CO2、CO、H2S)分別定性及實時定量在線檢測實驗過程中析出瓦斯氣體的主要成分及含量。主要結(jié)果如下:
　　(1)在電磁激勵源及熱激勵源作用下，無煙煤會析出瓦斯氣體，析出氣體的主要成分為CH4、CO2、 CO、H2O，析出氣體后的試樣較作用前的煤樣粒度變小且

3、分布更加均勻。電磁激勵下的煤析出氣體量遠高于熱源激勵。
　　(2)煤樣粒度對煤析出瓦斯有一定的影響。隨著煤樣粒度的減小，析出各氣體含量都先保持平穩(wěn)趨勢后增加，最后下降。
　　(3)煤樣含水率對煤析出氣體有較大的影響，隨著煤中水分含量的增加，煤析出氣體的含量減少。
　　第二部分主要研究了不同種類吸附氣體及其所處狀態(tài)對煤與瓦斯突出強度的影響，及向已吸附瓦斯的無煙煤注入氮氣對煤與瓦斯突出的作用，用突出后煤粉的含量的變化來反映

4、瓦斯突出的強度。得到如下主要結(jié)果:
　　吸附氣體的釋放對試樣具有粉碎作用，可以由此定性評價各類氣體及狀態(tài)對煤與瓦斯突出的作用程度。
　　(1)在相同的吸附溫度、壓力及吸附時間的條件下，吸附氣體中CH4含量越高，突出后形成的細粉含量越高。
　　(2)氣體所處狀態(tài)對瓦斯突出強度有一定的影響。在一定的吸附溫度及吸附時間下，當甲烷由亞臨界狀態(tài)變?yōu)槌R界狀態(tài)時，煤吸附高濃度甲烷突出后形成的細粉含量迅速增加。
　　(3)煤樣