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煤与瓦斯突出一维模拟实验.pdf
能源技术 34 煤与瓦斯突出一维模拟实验 卢 祁 （安徽理工大学 地球与环境学院 , 安徽 淮南 232001） 摘 要：为了研究煤与瓦斯突出的动力现象和突出发生的影响因素，研制了试验装置并进行了试验，并用渗透失稳的观点对实验现象和结果进 行解释。 关键词：渗透;气压差;煤与瓦斯突出 DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.028 0 引言 颜色。 [1] 喷出试验表明：地面煤粉出现一扇形变薄带，煤样室中残留的煤 煤与瓦斯突出机理非常复杂，谢焰等 通过对地面煤田钻井抑突 样呈薄层状分布。 效应的分析认为，地面煤田钻井不易发生突出，而井下揭煤钻孔容易 发生突出的原因就是地面钻井井液液柱压力的抑制作用，由此肯定了 3 实验结果 气压差或气压差产生的渗透压力能引起煤层失稳的观点。为了进一步 为了比较煤样压实密度对突出的影响，进行了煤样分别在 研究突出的动力现象和控突因素，研制了实验装置，并进行了实验。 15.0MPa和20.0MPa压力压实下突出对比试验。煤样选自淮南某突出 1 实验装置 煤层，煤样破碎后用筛孔孔径4.75mm的筛网过筛，煤样室的内径为 199mm，煤样室共4节，总长度为2000mm。试验参数及结果如表1所示。 由于现场试验的困难，国内外对煤与瓦斯突出实验主要以室内实 [2] 验为主 。研制的实验装置包括煤样室、模拟巷道、煤样压实系统、 揭煤开关、气压和流量量测系统。煤样室和模拟巷道由无缝钢管制成， 表 1 试验参数和结果 内径为199mm，每节长度为0.5m，由法兰连接，保证煤样有足够的 试验1 试验2 试验3 长度。煤样室和模拟巷道之间的连接管装有球阀，作为揭煤开关，内 煤样质量 72.06 72.35 74.75 径为40mm。煤样室采用多节拼装的形式，以方便气压梯度的观测以 （kg） 煤样压实 及保证每节煤样室的煤样有相同的压实度。煤样通过千斤顶压实，千 （MPa） 15.0 15.0 20.0 斤顶的加载能力为25MPa，可模拟1000m的厚的上覆岩层自重压力， 煤层气压 0.17 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.46 0.55 0.63 0.74 千斤顶的伸长量为500mm，保证煤样室的煤样能够得到较均匀的压实。 （MPa） 巷道气压 采用高压气瓶供气，本次试验采用氮气代替瓦斯。每节煤样室都 （MPa） 0 0 0.28 0.21 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 设
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