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本文运用理论分析、数值模拟、实验台设计和突出实验相结合的方法,对石门揭煤过程中的煤与瓦斯突出问题进行了研究,总结归纳了石门揭煤突出机理和突出前后煤体周围应力、瓦斯压力的变化规律。 对采掘状态下煤体应力的状态进行归纳总结后认为,在石门揭煤时自重应力场是采动应力场的普遍影响因素,所得采动应力场的各应力分量不仅与原始应力分量的大小有关,而且与这些分量的比值有关;在相关研究成果的基础上进一步归纳总结,将石门揭煤突出划分为突出孕育、突出发动、突出发展和突出终止四个阶段,详细分析描述了四个阶段的应力、瓦斯压力等的发展变化情况,突出孕育阶段和突出发展阶段是持续的动态的变化过程,而突出的发动和终止是煤体受力失稳和平衡的突变点,是两个点过程;考虑煤层中地应力和原始瓦斯压力的影响,采用ANSYS软件模拟巷道的开挖,对石门揭煤问题进行数值模拟研究,通过对所得应力分布云图、应变分布云图、应变能分布云图进行分析,得出了石门揭煤过程中巷道围岩的应力场、应变场、能量的分布及其变化情况。 基于煤与瓦斯突出的综合作用假说,通过对石门揭煤突出过程的数值模拟分析,构建了石门揭煤的大型三维实验系统,进行了石门揭煤突出过程的实验。该系统设计主要包括:实验系统的整体设计、测点位置设计、箱体密封设计、瓦斯充气管路及氮气平衡管路设计、数据采集系统设计以及液压系统设计等。待瓦斯充分吸附后,开始进行突出实验,并采用动态DH5923和静态DH3815数据采集系统对实验数据进行采集,得出了在石门揭煤突出过程中围岩的地应力、瓦斯压力等的变化情况,结合测点数据分析了突出过程中不同位置地应力、瓦斯压力等变化以及在突出发生时受到突出影响的范围和程度,对煤与瓦斯突出的机理和突出灾害的防治具有一定的理论指导和现实意义。