低温对不同水分条件下煤的坚固性系数影响研究

闫 静，孙 臣

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037； 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037)

煤与瓦斯突出是煤矿瓦斯灾害中的一种极其复杂的动力灾害，国内外学者在煤与瓦斯突出机理研究中成果丰硕，从研究结果来看，煤体自身强度是煤与瓦斯突出的关键影响因素之一[1-5]。所以，提高煤体力学强度是有效防治煤与瓦斯突出的重要途径。谢雄刚等[6]研究了冻结温度下突出煤样的力学性质，结果表明随着冻结温度的降低，成型煤样的单轴抗压强度和弹性模量都明显增大。董若蔚[7]开展了液氮冻结状态下煤体力学特性实验研究，采用单轴压缩试验和巴西劈裂实验测量了液氮冻结状态下煤体的抗压强度、弹性模量和抗拉强度。实验结果表明，液氮冻结对煤体的力学性质有显著的提升作用。张辛亥等[8]进行了冻结温度(-60～20 ℃)条件下煤岩样的单轴压缩试验，结果表明煤岩体的单轴抗压强度随着温度降低有增加趋势。以上学者研究表明，通过降低煤层温度从而提高煤体力学强度是一种行之有效的方法。

煤的坚固性系数是煤与瓦斯突出危险性鉴定的重要参数之一[9-10]，也是鉴定参数中能够反映煤体力学强度的唯一参数。一般来说，煤的坚固性系数越小，煤与瓦斯突出危险性越高。影响煤的坚固性系数的因素有：煤的变质程度、水分、灰分、温度等[11-12]。李铁磊等[13]研究发现煤的坚固性系数随着水分(7%以下)的增加呈线性增大。……