煤与瓦斯突出瓦斯压力临界值的研究

煤与瓦斯突出是煤矿主要瓦斯灾害事故类型之一。目前,国内关于煤与瓦斯突出预测的方法主要是根据瓦斯动力现象和基于煤层瓦斯压力、破坏类型、坚固性系数与瓦斯放散初速度的四参数法。对于发生过瓦斯动力现象的矿井以瓦斯动力现象的特征作为评判的依据,对于没有发生过瓦斯动力现象的情况以四参数法为主。四参数法规定,4个参数均超过各自的临界值才能定为突出煤层,瓦斯压力的临界值定为0.74 MPa。而实际情况是,瓦斯压力小于0.74 MPa的煤层也曾多次发生突出。用可压缩流体力学的观点分析了突出机理,采用多相连续介质力学中的应力分析法建立了瓦斯压力临界值的理论计算式,根据矿井瓦斯赋存规律分析了所得结果的合理性,并给出了有关参数(特别是煤层内摩擦角)的计算方法。案例分析表明,所得结果符合实际情况,同时给出了进一步的研究方向。

煤矿采场围岩微震事件与支承压力分布关系

采用高密度微震检波器近距离布置方法和台网近场定位原则,结合采矿理论,分析了煤矿采场上覆岩层运动与围岩破裂、上覆岩层运动与支承压力分布、微震事件数量与支承压力分布等之间的关系,并进行了现场实测研究。研究结果表明,开采扰动造成上覆岩层运动和支承压力转移调整,是围岩破坏的根本原因;通过对采场围岩破裂和微震事件分布的分析,推断得到超前高应力分布范围为75 m和侧向高应力分布范围为35 m。采动围岩破裂范围和支承压力高应力分布范围取决于开采对岩层的扰动程度。采场围岩变形的现场实测表明,微震事件数量极值区与矿山压力显现明显范围相差19 m左右,综合考虑煤矿地层的层状特性和高应力作用下岩体破坏后变形显现的滞后性,现场实测证明了结果的合理性。研究结果为微震监测技术在采煤工程的应用提供了重要参考依据。