文献类型：期刊文章

作　　者：唐巨鹏[1,2] 张昕[1,2] 潘一山[3] 郝娜[1,2]

TANG Jupeng;ZHANG Xin;PAN Yishan;HAO Na(School of Mechanics and Engineering,Liaoning Technical University,Fuxin,Liaoning 123000,China;Liaoning Key Laboratory of Mining Environment and Disaster Mechanics,Liaoning Technical University,Fuxin,Liaoning 123000,China;School of Physics,Liaoning University,Shenyang,Liaoning 110036,China)

机构地区：[1]辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000 [2]辽宁工程技术大学辽宁省矿山环境与灾害力学重点实验室,辽宁阜新123000 [3]辽宁大学物理学院,辽宁沈阳110036

出　　处：《岩石力学与工程学报》

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51874165);辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1902106)。

年　　份：2022

卷　　号：41

期　　号：6

起止页码：1081-1092

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EAPJ、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为进一步揭示煤与瓦斯突出两相流冲击破坏机制,利用自主研制的真三轴煤与瓦斯突出巷道模拟试验系统,以阜新孙家湾突出煤层为研究对象,制作型煤试件,开展不同埋深(1000,1200,1400,1600,1800,2000 m)下深部巷道煤与瓦斯突出模拟试验,定义试验突出临界瓦斯压力状态下的相对突出强度为单位突出强度,分析临界瓦斯压力、单位突出强度与埋深之间的关系,得到临界瓦斯压力、有效应力与冲击参数(冲击力峰值、到达峰值时间、突出持续时间)之间的变化规律,基于突出冲击波阵面速度公式,反演冲击气流在模拟巷道内的传播速度。研究结果表明:(1)突出启动时,高压瓦斯裹挟煤粉剧烈喷出,不同埋深下突出煤粉均在距突出口0~6.45m区间聚集,随埋深增大,煤粉集中区质量占比增大,随突出距离增加,煤粉质量占比逐渐减小,表明突出能量随突出距离逐渐衰减,且突出后煤粉沉降具有分选特征;(2)随埋深增大,临界瓦斯压力减小,单位突出强度逐渐增大,且埋深越大,变化幅度越大,表明深部煤与瓦斯突出阈值低,易诱发和强度大的特性;(3)冲击力在巷道内演化经历了“上升→峰值→降低”过程,呈现“波峰效应”,冲击气流传播速度在361.61~379.13 m/s,表现出明显的湍流特性,埋深越大,湍流特性越不明显;(4)临界瓦斯压力和有效应力对冲击参数有显著影响,冲击力峰值与临界瓦斯压力呈指数增长,与有效应力呈线性递减关系;到达峰值时间随临界瓦斯压力增大减小,随有效应力增大而增大;突出持续时间随临界瓦斯压力增大而增大,随有效应力增大而减小。

关 键 词：采矿工程 煤与瓦斯突出 巷道 冲击力  临界瓦斯压力  有效应力

分 类 号：TD32]