刘永立， 张海东， 张建伟

(黑龙江科技大学矿业工程学院，哈尔滨，150022)

煤与瓦斯突出动力灾害的多参数耦合监测预警

刘永立， 张海东， 张建伟

(黑龙江科技大学矿业工程学院，哈尔滨，150022)

煤与瓦斯突出动力灾害是地应力和瓦斯压力等因素共同作用的结果，采用数值模拟和实验研究相结合的方法，研究煤与瓦斯突出动力灾害的多场耦合监测预警机制，实现动力灾害多场耦合监测预警。通过突出煤岩破裂过程的测试和数值模拟，获得实验室条件下突出煤层的临界应力和瓦斯压力。结果表明:当煤体中部破裂时，剪应力约为13 MPa，模拟再现了地应力和瓦斯压力耦合作用下煤岩裂隙发育及破坏并诱发突出的过程。实验条件下瓦斯压力达到2 MPa、围压3 MPa时，发生突出的轴向力临界值在110～150 kN。模拟结果与实验室测试的结果相符。该研究为煤与瓦斯突出在线监测预警系统研发提供了参考。

煤与瓦斯突出;监测预警;多场耦合;数值模拟

0 引言

煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力灾害，一般发生在井工煤矿。发生突出事故时由煤体向巷道内瞬间抛掷大量煤炭并涌出大量瓦斯，抛掷的煤炭可能击中甚至掩埋工作人员或机械设备，堵塞巷道，影响救援;涌出的瓦斯具有冲击波的特征，传播扩散速度快，造成人员窒息死亡，一旦遇明火可能发生瓦斯爆炸进而导致煤尘爆炸，破坏工作面甚至全矿井，造成大量的人员伤亡和财产损失，所以一直都是世界采矿业面临的巨大难题之一［1－2］。……