【摘 要】
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煤与瓦斯突出是一个能量释放的过程,瓦斯膨胀能是由煤层游离瓦斯与解吸瓦斯膨胀做功产生的能量,是煤与瓦斯突出的主要能量来源.发生煤与瓦斯突出时,煤层内部瓦斯在降压环境下进行解吸,为探讨逐级降压解吸下瓦斯膨胀能的变化特性,以晋城矿区无烟煤为研究对象,利用瓦斯吸附-解吸试验装置,进行逐级降压解吸和常压解吸2种解吸试验,分析了逐级降压解吸下解吸瓦斯膨胀能变化特性.研究结果表明:吸附平衡压力越大,煤中吸附瓦斯内能越大,体系稳定性越差,在外界扰动下易于发生煤与瓦斯突出事故;吸附平衡压力相同时,常压环境下解吸瓦斯膨胀能高
【机 构】
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煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454003;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南 焦作 454003;煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程
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煤与瓦斯突出是一个能量释放的过程,瓦斯膨胀能是由煤层游离瓦斯与解吸瓦斯膨胀做功产生的能量,是煤与瓦斯突出的主要能量来源.发生煤与瓦斯突出时,煤层内部瓦斯在降压环境下进行解吸,为探讨逐级降压解吸下瓦斯膨胀能的变化特性,以晋城矿区无烟煤为研究对象,利用瓦斯吸附-解吸试验装置,进行逐级降压解吸和常压解吸2种解吸试验,分析了逐级降压解吸下解吸瓦斯膨胀能变化特性.研究结果表明:吸附平衡压力越大,煤中吸附瓦斯内能越大,体系稳定性越差,在外界扰动下易于发生煤与瓦斯突出事故;吸附平衡压力相同时,常压环境下解吸瓦斯膨胀能高于降压解吸下解吸瓦斯膨胀能,且随着吸附平衡压力升高,二者的差值逐渐增大,2.5 MPa吸附平衡压力时常压环境下解吸瓦斯膨胀能比降压环境下解吸瓦斯膨胀能高28.6％;降压环境下环境压力对解吸瓦斯膨胀能起到一定程度的抑制作用,且环境气体压力越高,抑制效果越明显;降低解吸瓦斯膨胀能可作为一种防治煤与瓦斯突出技术途径.
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深部煤与瓦斯突出发生机理必然与浅部存在显著差异,将辽宁某矿12煤层型煤作为研究对象,采用自主研发的可同时施加轴压、围压、孔隙压的煤与瓦斯突出全过程模拟装置,以轴压模拟上覆岩层应力作用,围压模拟围岩应力作用,孔隙压模拟气体压力,进行了埋深分别为1100、1300、1500、1700、1900、2100、2300和2500 m的高地应力条件煤与瓦斯突出模拟试验并验证了其可靠性,定义单位气体压力突出煤粉质量为相对突出强度,得到相对突出强度、临界气体压力与埋深关系规律.结果发现:①深部煤与瓦斯突出特征与浅部存在明
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