煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的地质灾害之一,主要表现为瓦斯窒息和煤粉冲击、掩埋.利用自主研制的多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统,开展不同瓦斯压力条件下煤与瓦斯突出模拟试验.结果表明,突出启动后,瓦斯气体携带煤粉以射流状喷向巷道.在0.35 MPa低瓦斯压力条件下,瓦斯膨胀能低,突出煤粉初始加速度小,受重力和阻力影响显著,运移形态以沙丘流和分层流为主,并出现多次"加速?减速"过程,最大速度为34.2 m/s;而在2.00 MPa高瓦斯压力条件下,瓦斯膨胀能高,突出煤粉初始加速度大,能有效克服重力和阻力,运移形态以栓流为主,运移速度降低不明显,最大为71.2 m/s.同时,当瓦斯压力从0.35 MPa增加至0.85 MPa和2.00 MPa时,相对突出强度由36.13％增大至52.39％和63.70％,且煤层瓦斯压力越高,突出煤粉运移距离越远,巷道末端集尘袋内煤粉质量占比越高,分别为65.21％、75.05％和87.17％.此外,突出结束后,突出煤粉粉碎率随瓦斯压力增加依次增大,分别为8.1％、21.5％和28.0％,但是粉碎到临界粒径0.075 mm以下的煤粉较少.最后,计算得到不同瓦斯压力条件下突出煤粉破碎指数分别为0.19、0.44和0.56,与相对突出强度具有较好的线性拟合关系.研究结果对揭示突出致灾机制、制定防灾减灾措施具有一定指导意义.

煤与瓦斯突出;突出煤粉;运移速度;质量分布;粒径分布

张超林;王奕博;王恩元;曾伟;王培仲

中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116

煤田地质与勘探

[1]张超林;王奕博;王恩元;曾伟;王培仲-.煤与瓦斯突出煤粉在巷道内运移分布规律试验研究)[J].煤田地质与勘探,2022(06):11-19

突出煤粉,相对突出强度

煤与瓦斯突出,巷道,煤矿安全生产,地质灾害,窒息,掩埋,自主研制,出模,模拟试验系统,射流,瓦斯膨胀,受重,沙丘,分层流,减速,最大速度,高瓦斯,运移速度,煤层瓦斯压力,煤粉运移,运移距离,越远,集尘,质量占比,粉碎,临界粒径,线性拟合,拟合关系,致灾机制,防灾减灾措施,质量分布,粒径分布

0.242109