矿井瓦斯与煤自燃共生灾害:耦合关系、致灾机制、防控技术

作者：张巨峰; 施式亮^*; 鲁义; 游波

来源：中国安全科学学报, 2020, 30(10): 149-155.

DOI：10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2020.10.021

• 矿井瓦斯
• 煤自燃
• 共生灾害
• 耦合特征
• 致灾机制
• 防控技术

为了探索矿井瓦斯与煤自燃共生灾害防控关键科学问题,研发智能化技术装备,保障高瓦斯易燃煤层安全开采,基于共生灾害多尺度、多时空、多物理化学场耦合的复杂演化过程,从瓦斯对煤炭氧化自燃的抑制和煤自燃对瓦斯爆炸极限的影响2个方面,分析共生灾害的耦合关系;考虑煤层瓦斯抽采过程中煤基质瓦斯-扩散-渗流、裂隙瓦斯-空气混流以及煤体吸附/解吸引起的煤基质变形过程,建立瓦斯抽采流-固耦合模型和煤自燃发火流-固-热耦合模型,揭示共生灾害致灾机制;归纳总结瓦斯与煤自燃共生灾害防控理论和技术,展望未来的发展趋势。研究结果表明:瓦斯与煤自燃共生灾害的发生是裂隙场内漏风氧气场、蓄热温度场、瓦斯分布场等多场耦合在时间维度上积累的结果,对其防控的关键在于共生灾害动态风险精准识别、实时预警和响应措施的快速执行。

• 单位
  陇东学院; 湖南科技大学