煤与瓦斯突出发动能量判据研究

摘要

煤与瓦斯突出发生与采掘过程能量演化过程密切相关。文章以工作面前方一定距离的含瓦斯煤岩系统为研究对象,分析计算了含瓦斯煤岩系统从受载变形到失稳破坏抛出全过程积聚储存的能量(突出潜能)与耗散的能量(突出耗能),导出了煤与瓦斯突出发生的能量判据表达式。结果表明:含瓦斯煤岩失稳破坏时,顶底板存储的弹性变形能与损伤破坏带来的重力势能会促进失稳煤体的破碎抛出,增大煤与瓦斯突出的总能量。突出潜能包括含瓦斯煤岩受载储存弹性变形能、游离瓦斯膨胀变形能、吸附瓦斯解吸膨胀变形能、失稳煤体重力势能做功和顶底板释放储存弹性能与失稳破坏顶板重力势能对煤体所做之功,突出耗能包括煤体破碎功和煤体抛出功。煤与瓦斯突出发生能量判据时,煤与瓦斯突出就会发生。