煤與瓦斯突出是一種極其復雜的礦井動力事故,常常造成大量的人員傷亡、惡劣的社會影響和重大的經濟損失,已成為制約我國煤炭工業(yè)健康發(fā)展的關鍵因素。揭示煤與瓦斯突出的致災機理,對突出進行準確預測、預警,才能有效預防突出事故發(fā)生。然而,由于突出過程的復雜性及涉及因素的多樣性,現(xiàn)有突出機理研究仍不能準確闡述各因素在突出中的作用機制,無法用數(shù)學模型定量地描述各因素的作用效應,無法為突出預警提供科學可靠的理論依據(jù),加之突出前兆信息研究方法發(fā)展不均衡,物理模型試驗作為在各方法中尚處于弱勢地位,突出前兆信息演化規(guī)律研究及突出預警理論技術仍不滿足安全生產的需求。本文采用室內試驗、理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗等多種手段,從煤與瓦斯突出都存在的瓦斯卸壓這一關鍵致災因素入手,研究分析了簡單工況下煤體瓦斯卸壓損傷致突機理,重點研究了瓦斯卸壓過程中吸附氣體解吸擴散規(guī)律、氣體動力作用誘發(fā)的煤體損傷劣化規(guī)律、煤體有效應力變化規(guī)律,構建了描述該動態(tài)過程更準確的含瓦斯煤氣固耦合動力學模型,并基于煤體瓦斯卸壓損傷致突機理,提出了具有普適性的突出前兆敏感指標,開展了巷道掘進誘發(fā)的煤與瓦斯突出模擬試驗,監(jiān)測并揭示了普適性敏感指標的敏...

【文章頁數(shù)】：182 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１煤的孔隙類型??Ｆｉｇ?２．１?Ｐｏｒｅ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｃｏａｌ??

將孔隙分為??開放性孔隙（又稱導通性孔隙）、封閉性孔隙、半封閉性孔隙（又稱獨頭孔隙或死孔隙）。??開放性孔隙與其他的孔隙或裂隙連通，瓦斯可以在其中自由流動；封閉性孔隙是完全封閉??獨立的孔隙，內部瓦斯不參與滲流擴散過程；半封閉性孔隙的瓦斯在擴散過程中會因受阻??而被迫向其他方向流....

圖２．３煤基質中瓦斯表面擴散??Ｆｉｇ?２．３?Ｇａｓ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｉｎ?ｃｏａｌ?ｍａｔｒｉｘ??

?山東大學博士學位論文???２．２．２煤基質瓦斯擴散物理過程??多孔隙介質中不同尺寸孔隙的擴散機理是不同的。根據(jù)孔半徑＾和分子運動平均自由??程Ａ的相對大小，可將煤層瓦斯在不同孔隙中的氣相擴散可分為菲克（Ｆｉｃｋ）型擴散、諾??森（Ｋｎｕｄｓｅｎ）型擴散和過渡型擴散［１：？１’１....

圖２．４煤粒瓦斯放散測定儀??

?山東大學博士學位論文???緣丄編＿??Ｆ?１ＦＢ｜?＾ｍ＾Ｍ?ｉ??ｌｌ＾％ｍｍｗｍ＾＼??（ｂ）實物圖??圖２．４煤粒瓦斯放散測定儀??Ｆｉｇ?２．４?Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ?ｏｆ?ｇａｓ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｉｎ?ｃｏａｌ??儀器調節(jié)瓦斯解吸環(huán)境氣壓的基本原....

圖２．５不同環(huán)境氣壓下煤樣的瓦斯解吸量（９６０ｍｉｎ）??Ｆｉｇ?２．５?Ｇａｓ?ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｖｏｌｕｍｅ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｍｂｉｅｎｔ?ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ?（９６０ｍｉｎ）??試驗結果顯示，不同環(huán)境氣壓下，煤樣瓦斯解吸隨時間變化趨勢保持一致，即煤樣瓦??

?山東大學博士學位論文???４．５?■??４?＿＿＿＿ＸｖＯ？（Ｈ）０??．．．?＂??３．５?■?僵?〇??一?３?■?二撕?５??２．５?．?０＾＾：二二一——測〇??０．５?■??０????１?１?１?１?１??０?１?２?３?４?５?６??時間／Ｘ１０４?ｓ??圖２．５不....

本文編號：4033291