煤与瓦斯突出过程中地应力、瓦斯压力作用机理探讨

作者：朱立凯; 杨天鸿; 徐涛; 赵国会; 谢正红

来源：采矿与安全工程学报, 2018, 35(05): 1038-1044.

DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2018.05.022

• 煤与瓦斯突出
• 瓦斯压力
• 数值模拟
• 气固耦合

基于煤岩破裂损伤理论和气固耦合方法,针对不同地应力和不同瓦斯压力条件,采用RFPA2D-Flow数值计算软件对煤与瓦斯突出发生、发展过程进行数值研究,获得了煤体裂纹孕育、扩展演化规律及突出孔洞变化特征,并结合红阳二矿、西马煤矿突出实例进行验证分析。研究表明:地应力与煤与瓦斯突出发生所需的最小瓦斯压力呈线性反比关系,地应力越高突出所需的瓦斯压力越小;高地应力条件下煤与瓦斯突出的初始阶段,煤体主要在剪-拉应力作用下,形成以"–"型和"I"型裂纹组成的网格型裂纹,宏观破坏呈楔形分布,而较低地应力条件下煤与瓦斯突出的初始阶段,煤体主要在拉应力作用下,形成"I"型裂纹,宏观破坏呈环状分布;突出过程中地应力的作用使煤体破坏以楔形方式发展,瓦斯的作用使煤体破坏以弧形方式发展,突出孔洞的最终形状由地应力和瓦斯共同决定。

• 单位
  东北大学; 煤科集团沈阳研究院有限公司