基于应力分阶作用机制的煤岩瓦斯动力灾害特征分析.pdfVIP

第56卷第5期煤防发全Vol.56No.5

2025年5月May2025

SafetyinCoalMines

DOI:10.13347/ki.mkaq

赵伟，李泽鑫，赵丹，等。基于应力分阶作用机制的煤岩瓦斯动力灾害特征分析[.煤矿安

5):40-54

ZHAOWei,LIZexin,ZHAODan,etal.Analysisoncharacteristicsofcoal-rockgasdynamicdisastersbased

移动扫码阅读onstressgradingactionmechanism[J].SafetyinCoalMines,2025,56(5):40-54.

基于应力分阶作用机制的煤岩瓦斯动力灾害

特征分析

赵伟，李泽鑫，赵

赵丹，周爱桃，臧杰，裴雄飞

（1.中国矿业大学（北京）应急管理与安全工程学院，北京100083;2.衢州市应急管理局，浙江衢州324000）

摘要：随着浅部煤炭资源日益枯竭，我国煤炭开采逐步向深部延伸。随着埋深增加，应力状态

发生转换，应力场类型也会发生转变，使得煤岩内部应力分布呈现出有层次性的分阶趋势，这种

应力分阶作用造成了煤岩体的物理力学特征以及瓦斯赋存、运移环境的差异，从而影响煤岩瓦

斯动力灾害的发生特征。为深入分析应力分阶作用对煤岩瓦斯动力灾害发生的影响，对应力分

阶作用的影响机制进行了综述。结果表明：在应力分阶作用影响下，应力状态发生转换，导致构

造煤发育程度、破坏状态的不同，且破坏程度较高的构造煤层有向静水应力状态发展的趋势；煤

中孔隙在临界深度时小孔和微孔更发育，孔比表面积及孔容更大，裂纹转向也随之由水平向过

渡为垂向，从而影响了煤层的渗透性和瓦斯的迁移路径；瓦斯含量随埋深增加呈现先增加后减

小的变化趋势；深度加深，侧压系数变化，导致突出孔洞的形状由半椭圆形向蝶形变化，浅部与

深部不同的应力状态也使得煤岩瓦斯动力灾害形式发生了改变。基于上述研究，提出浅部以瓦

斯抽采为主，深部卸荷消能与瓦斯抽采协同的灾害分区治理理念；未来须思考如何完善并实践

卸荷消能介质改性协同技术体系，有效减轻或避免由于应力变化引起的煤岩瓦斯动力灾害，以

应对深部煤层开采带来的挑战。

关键词：煤岩瓦斯动力灾害；瓦斯抽采；深部开采；应力分阶；影响机制

中图分类号：TD712+.6文献标志码：B文章编号：1003-496X(2025)05-0040-15

Analysisoncharacteristicsofcoal-rockgasdynamicdisastersbasedonstressgradingactionmechanism

ZHAOWei,LIZexin,ZHAODan,ZHOUAitao,ZANGJie,PEIXiongfei?

(1.SchoolofEmergencyManagementandSafetyEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing),

Beijing100083,China;2.BureauofEmergencyManagementofQuzhou,Quzhou324000,China)

Abstract:Withthegradualdepletionofshallow