煤体初始瓦斯涌出规律预测煤巷突出危险性研究*

伍小沙，田世祥，马瑞帅，许石青，林华颖，余 婕，苏伟伟

(贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳 550025)

0 引言

煤与瓦斯突出(简称“突出”)是瓦斯压力和地应力作用在含瓦斯煤体的1种动力现象[1]。突出煤层并非处处具有突出危险性，突出往往只发生在局部地带，突出危险带的面积占比通常不到整个突出煤层面积的10%[2]。随着煤矿开采向深部进行，煤巷掘进时所发生的突出事故已占矿井突出事故总数的首位[3-4]。故准确预测煤巷掘进过程中前方煤体有无突出危险性意义重大。

预测煤巷工作面前方煤体有无突出危险性的指标较多，其中，文献[5]在理论上对钻孔瓦斯涌出初速度指标[6-7]进行讨论，随后文献[8]进一步完善其理论，文献[9]较早使用该指标进行煤巷突出危险性预测，2009年该项指标被列入《防治煤与瓦斯突出规定》中。其他鉴定煤巷是否具有突出危险性的指标还包括R值指标、钻屑量和复合指标等。但是上述预测指标均属于静态预测指标[10]，有关预测煤巷突出危险性的动态预测指标[11]则鲜有报道。本文运用理论分析和建立数值模型的方法，对煤巷突出发生条件以及钻孔瓦斯涌出量与瓦斯压力关系进行研究。利用ZTL20/1000-Z型矿用隔爆型连续流量法煤层巷道突出预测装置，以薛湖煤矿二煤层为试验对象，展开相应试验研究，以期为煤巷突出危险性预测提供参考。

1 理论研究与数值模拟

1.1 卸压区煤体破坏判据

煤巷掘进过程中煤体的破坏形式主要包括：压缩破坏、拉伸破坏和剪切破坏[12]。……