煤与瓦斯突出过程中煤层及巷道温度时空演化规律

作者：张超林; 王奕博; 王恩元; 宋爽; 曾伟; 王培仲; 蒲静轩

来源：煤矿安全, 2022, 53(10): 57-63.

DOI：10.13347/j.cnki.mkaq.2022.10.008

• 煤与瓦斯突出
• 吸附解吸
• 煤层温度
• 巷道温度
• 时空演化

利用自主研制的多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统，开展了不同瓦斯压力条件下煤与瓦斯突出模拟试验，对突出过程中煤层和巷道温度进行了全程监测。分析结果表明：(1)突出发生后，煤层瓦斯压力快速下降至大气压，煤层温度演化具有一定的滞后性，主要受控于吸附瓦斯的解吸和游离瓦斯的膨胀，呈现急速下降→快速升高→缓慢变化3阶段演化特征，吸附瓦斯压力2.0、0.85、0.35 MPa条件下，煤层温度下降量峰值分别为0.56、0.23、0.11℃，平均下降速率分别为0.042、0.015、0.008℃/s，即瓦斯压力越高，煤层温度下降量越大、下降速率越快，呈正相关关系；(2)巷道温度的变化同时受到抛出煤体解吸瓦斯、喷出瓦斯膨胀泄压、冲击波扰动以及与环境热交换等多种因素影响，表现为先短暂上升，随后立即大幅下降，最后升温至环境温度的演化趋势，3次试验中，巷道温度下降量峰值分别为3.19、2.41、1.09℃，平均下降速率分别为0.249、0.188、0.094℃/s；(3)煤层和巷道温度在时间演化上具有整体相似性，在变化幅度上具有显著差异性，突出煤体在巷道内的进一步破碎并大量解吸瓦斯，是巷道温度演化的主控因素，也是导致巷道温度下降量较大的主要原因。

• 单位
  中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）