石门揭煤工作面煤与瓦斯突出预测的理论分析
本文关键词: 安全工程 石门揭煤 煤与瓦斯突出 突出预测 临界条件 出处:《安全与环境学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:目前,我国石门揭煤工作面突出事故仍时有发生。为了研究石门揭煤工作面煤与瓦斯突出(以下简称"突出")预测问题,首先,根据工作经验指出我国《防治煤与瓦斯突出规定》中2种预测方法(综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法)存在的不足,即预测指标缺乏理论依据、临界值往往难以通过试验考察确定;其次,建立了石门揭煤工作面突出预测的物理模型,认为突出主要是爆破卸压增渗与瓦斯渗流产生的剪应力达到了煤体的剪切强度所致(突出的必要条件而非充要条件);第三,采用变分法求解强非线性一维平面瓦斯渗流偏微分方程,获得包括非线性特性的自模拟解(近似解析解);最后,利用自模拟解等建立了石门揭煤工作面突出预测的临界条件,得到了瓦斯压力的临界值p0max与煤的坚固性系数f的平方成正比的结论。介绍了俄罗斯现行防突指南中的临界条件(p0max1.4f2)及有关情况,建议作为综合指标法等的辅助指标用于石门揭煤工作面突出预测,也可供斜井、立井揭煤工作面突出预测参考。
[Abstract]:At present, outburst accidents still occur in Shimen exposed coal face in China. In order to study the prediction of coal and gas outburst in Shimen exposed coal face (hereinafter referred to as "outburst"), first of all, Based on the working experience, the paper points out the shortcomings of the two prediction methods (comprehensive index method, drilling debris gas desorption index method) in the regulation of preventing coal and gas outburst in our country, that is, the prediction index lacks theoretical basis. The critical value is often difficult to be determined by experimental investigation. Secondly, the physical model of outburst prediction in Shimen coal face is established. It is considered that the main reason of outburst is that the shear stress caused by blasting pressure relief and gas seepage reaches the shear strength of coal body (the necessary condition of outburst, not the sufficient and necessary condition); third, The variational method is used to solve the strongly nonlinear one-dimensional partial differential equation of gas seepage, and the self-simulation solution (approximate analytical solution) including nonlinear characteristics is obtained. Finally, the critical conditions for outburst prediction of Shimen coal face are established by using self-simulation solution. The conclusion that the critical value of gas pressure, p0max, is proportional to the square of the coal robustness coefficient f, is obtained. The critical condition of Russia's current anti-outburst guideline, p0max1.4f2, is introduced. It is suggested that as an auxiliary index such as comprehensive index method, it can be used for outburst prediction of Shimen exposed coal face, and it can also be used as a reference for outburst prediction in inclined and vertical coal mining face.
【作者单位】: 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院);
【分类号】:TD713
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,本文编号:1496597
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