真三维应力状态下煤与瓦斯突出过程中瓦斯压力时空演化规律研究

摘要

为进一步认识煤与瓦斯突出动力现象及其能量释放机制,利用多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统开展不同三维地应力条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验,研究突出过程中煤体内瓦斯压力的时空演化过程及其对不同地应力条件的响应规律。结果表明:突出启动后,卸压区的瓦斯压力在下降过程中出现了不同程度的周期性回升现象,卸压区最小主应力方向上瓦斯压力的下降速率随着距煤体断面中心距离的增加而减小,而在最大主应力方向上瓦斯压力的下降呈现出"同增同减"的下降趋势;应力集中区的瓦斯压力下降速率在最小主应力方向上呈现出与卸压区相同的规律,在最大主应力方向上,瓦斯压力下降起始时刻随着地应力的增加而提前,这意味着地应力越大突出扩展至煤层深部的时间越短;瓦斯压力在突出启动初期呈现出半椭圆形压降区,突出过程中煤层内的瓦斯压力下降区向煤层内的扩展是一个减速过程,但随着地应力的增大,瓦斯压降区向煤层深部的推进速率会增大。