突出过程中往往产生大量碎煤,其中包括许多手捻无粒感的粉煤,而冲击地压不具备该现象,这说明在突出过程中,瓦斯对煤的破碎有重要影响作用。为了验证含瓦斯煤在外部压力突然卸载时能否发生爆碎现象,自主研发含瓦斯煤的爆碎性测试装置,并利用该装置进行了多种煤样在不同瓦斯压力条件下的爆碎实验,得到了各实验所得碎煤的粒径分布特征、含瓦斯煤的易爆碎性表征指标、爆碎原因及发生条件,并进一步分析了易爆碎指标与突出影响因素以及突出危险性之间的关系。含瓦斯煤的爆碎性测试装置为一水平压力容器,开口采用爆破片进行密封,可实现抽气、充气和瞬间卸压的目的。通过观察煤样在不同瓦斯压力条件下的爆碎情况发现,仅在瓦斯压力作用下且瓦斯压力足够高时,大多数含瓦斯煤都会发生爆碎现象;同一煤样瓦斯压力越高,爆碎现象越剧烈;不同煤样在相同瓦斯压力下,爆碎剧烈程度不同,且各煤样基本都存在一个最小爆碎瓦斯压力pmin。收集各实验所得碎煤进行筛分和统计分析,结果表明各实验碎煤均很好地服从威布尔分布,因此可用该分布函数中的形状参数k和特征粒径de来表征特定瓦斯压力条件下煤的爆碎程度,进一步选用煤的pmin值和特定瓦斯压力下的de值作为含瓦斯煤的易爆碎指标,两者值越小,煤越容易发生爆碎。基于爆碎实验条件建立相关模型,通过理论分析得出含瓦斯煤的爆碎原因主要和瓦斯压力及煤块外部气体突然卸载后所形成的卸载波有关。当孔裂隙长轴端的应力强度因子或煤内所产生的有效拉应力达到其临界值时,会导致和加快孔裂隙的扩展破坏,进而造成煤的破坏。通过对突出过程中造成煤破坏的控制因素进行无量纲分析,提出将煤的易爆碎指标作为鉴定或预测煤层突出危险性的主要指标之一,这对突出机理和防治技术的研究工作具有一定的参考价值。