【摘 要】
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深部煤炭开采受顶底板破断、断层活化、相邻采掘活动和工程爆破等扰动,引起煤体瓦斯短时间大量放散,进而造成采掘作业空间瓦斯超限.为研究扰动作用下煤体瓦斯异常放散规律,建立了含瓦斯煤分离式霍普金森压杆试验系统,进行了震动载荷下煤体瓦斯放散实验.结果表明:震动载荷下煤体瓦斯放散具有瞬时性,瓦斯放散持续时间在0～4s内,震动载荷作用瞬间,最大瓦斯放散量随着轴向静载和围压的增加而减小,分别由0.1710,0.2080 L/min降低到0.0944,0.0210 L/min,随着瓦斯压力和震动载荷冲击速度的增加而增加,
【机 构】
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西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安710054;西安科技大学 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西 西安710054;中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州221116
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深部煤炭开采受顶底板破断、断层活化、相邻采掘活动和工程爆破等扰动,引起煤体瓦斯短时间大量放散,进而造成采掘作业空间瓦斯超限.为研究扰动作用下煤体瓦斯异常放散规律,建立了含瓦斯煤分离式霍普金森压杆试验系统,进行了震动载荷下煤体瓦斯放散实验.结果表明:震动载荷下煤体瓦斯放散具有瞬时性,瓦斯放散持续时间在0～4s内,震动载荷作用瞬间,最大瓦斯放散量随着轴向静载和围压的增加而减小,分别由0.1710,0.2080 L/min降低到0.0944,0.0210 L/min,随着瓦斯压力和震动载荷冲击速度的增加而增加,分别由0.0250,0.0500 L/min增加到0.1380,0.0988 L/min;在瓦斯放散过程中,最大瓦斯放散速度随着轴向静载和围压的增加而减小,随着瓦斯压力和震动载荷冲击速度的增加而增加;为刻画瓦斯放散的难易程度,基于瓦斯渗流稳态法,提出瓦斯瞬时放散率,瓦斯瞬时放散率随着轴向静载和围压增大而呈线性减小,降低幅度分别达到44.80％和89.90％,随着瓦斯压力的增大呈非线性减小,减小幅度逐渐降低,随着震动载荷冲击速度增加而增大,增加幅度达90.89％.此研究将有助于揭示扰动诱导煤体瓦斯异常放散机制和预测不同开采环境中瓦斯放散趋势.
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