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摘要
在我国由于地质构造作用的影响，导致煤层中多存在原生结构煤和构造煤分层的现象。而构造煤的存在导致复合煤层突出危险性急剧增加，这严重的制约着我国煤矿的安全生产。因此，本文基于原生结构煤和构造煤内部瓦斯的非稳态扩散状态，结合数值模拟结果分析了不同初始瓦斯压力条件下非稳态扩散复合煤体的力学失稳机制，提出构造煤的存在能够增加其邻近原生结构煤的塑性破坏区，从而减小原生结构煤体抵抗突出的能力。之后，基于能量理论，建立了非稳态扩散的吸附瓦斯膨胀能计算模型，讨论了瓦斯稳态扩散和非稳态扩散对于吸附瓦斯膨胀能的影响，提出复合煤层中构造煤的存在能够显著增加临近原生结构煤中瓦斯的解吸，从而增加临近煤层中的吸附瓦斯膨胀能。最后，根据数值模拟以及突出能量计算结果，从能量角度分析了吸附瓦斯膨胀能对于煤与瓦斯突出的作用。并基于突出能量与消耗能量之间的关系，阐释了构造煤对于复合煤层的突出影响机制。
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单位青岛理工大学; 煤炭科学技术研究院有限公司; 煤矿安全技术国家重点实验室
