煤与瓦斯突出粘滑机理研究.pdfVIP

　第 28 卷第 6 期 煤 　　炭 　　学 　　报 Vol. 28 　No. 6 　 　2003 年 12 月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Dec. 　 2003 　 ( ) 　　文章编号 :0253 - 9993 2003 06 - 0598 - 05 煤与瓦斯突出粘滑机理研究 郭德勇 , 韩德馨 ( ( ) ) 中国矿业大学 北京校区 资源与安全工程学院 , 北京　100083 摘 　要 : 根据煤与瓦斯突出的地质力学模型 , 设计了煤与瓦斯突出过程摩擦滑动模拟实验系统 , 对地应力、瓦斯、煤体结构等因素的作用机理进行模拟研究 , 发现在煤与瓦斯突出过程中存在粘 滑失稳现象 , 其特征受多种因素影响 ; 提出了煤与瓦斯突出的粘滑失稳机理 ; 对煤与瓦斯突出中 的振动波动、延期突出及突出间歇等现象进行了新的理论解释 , 指出煤与瓦斯突出粘滑失稳伴生 的AE 等物理现象对瓦斯突出非接触式连续预报有重要理论意义. 关键词 : 煤与瓦斯突出 ; 粘滑机理 ; 突出预测 中图分类号: TD7131 　　　文献标识码 : A 　　煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的特殊动力现象 , 它给煤矿安全生产造成了巨大的危害 , 对煤与瓦斯 突出机理的研究将为突出预测与防治提供理论和方法. 国外对煤与瓦斯突出机理的研究已取得大量成果 , 其中以前苏联和日本的研究具有代表性[1 ,2 ] . 前苏联自 20 世纪 50 年代就开始进行突出模拟实验 , 因其考 虑的因素和测定参数较多 , 所以实验结果促进了对突出机理的认识 , X одоT 提出了突出的能量理论. 日 本自 20 世纪 60 年代初开始进行突出模拟实验 , 与前苏联相比 , 日本利用模拟围岩的设施进行“掘进”等 作业条件的模拟. 我国科学工作者采用不同方法对瓦斯突出进行模拟实验研究 , 在煤与瓦斯突出机理认识 方面取得了重要的进展[3～7 ] . 　　由于研究者对突出认识角度的不同 , 采用的实验方法有所差异 , 因而得出不同的实验结果. 研究在多 种因素共同作用下煤与瓦斯突出的模拟实验是在实验室条件下全面认识突出机理更好的方法. 瓦斯地质研 究表明 : 煤与瓦斯突出是构造煤、瓦斯、地应力等多种因素共同作用的结果. 岩石的摩擦滑动实验方法在 实验中既考虑了介质的成分和结构效应 , 又考虑到实验进行的物理环境条件 , 模拟实验结果反映了围压、 温度、孔隙压力及应变速率等各种外部因素对滑动过程的影响[8 ] . 煤与瓦斯突出作为一种地质动力现象 , 其发生过程可以利用岩石的摩擦滑动实验方法来模拟 , 对煤与瓦斯突出的机理及相关因素的作用方式进行 探讨. 1 　煤与瓦斯突出模拟实验 11 　煤与瓦斯突出模拟实验方法与条件 　　煤与瓦斯突出的地质力学模型[9 ] 是富含瓦斯的煤