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题名煤体倾角突变对煤与瓦斯突出及冲击演化特征影响
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作者
唐巨鹏
黄磊
潘一山
张昕
任凌冉
张众华
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机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
沈阳大学环境学院
辽宁大学灾害岩体力学研究所
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出处
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第3期18-32,共15页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(52374122,51874165)
辽宁省“兴辽英才计划”资助项目(XLYC1902106)。
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文摘
为进一步探究深部复杂地质构造煤体倾角突变对煤与瓦斯突出及冲击演化特征影响,考虑突出实际情况,设置倾角突变界面,界面上侧为原煤,下侧为型煤,分别用于模拟原生煤体与构造煤体,通过三维应力加载模拟现场真实工况,结合冲击力测试仪、声发射检测仪、数据采集仪等监测设备,开展不同倾角(煤体倾角突变初始角度θ_(I)、突变角度θ_(M))突变条件下突出模拟试验,分析煤体倾角突变对突出强度及冲击参数(冲击力峰值、负压段最大值、急剧变化段时长)的影响。研究结果表明:(1)在10°<θ_(I)≤20°、10°≤θ_(M)≤20°的范围内存在一个煤体倾角突变临界值θ_(T),当θ_(I)与θ_(M)均大于等于θ_(T)时,易发生低指标突出;当θ_(I)一定时,临界瓦斯压力与θ_(M)成负相关关系,单位突出强度与θ_(M)成正相关关系。(2)冲击力在模拟巷道内的演化过程可划分为3个阶段:急剧变化阶段、波动变化阶段及平稳变化阶段。正压阶段高频脉冲A与负压阶段高频脉冲B的数量与密集度均与θ_(M)密切相关,随θ_(M)的增大,冲击力急剧变化阶段波动越发复杂,高频脉冲A、B在该段内逐渐呈现出高度集中的态势。(3)冲击力峰值和负压段最大值与瓦斯集中系数成负线性关系,急剧变化阶段时长与瓦斯集中系数成正线性关系。冲击气流峰值速度和累计AE能量变化趋势基本一致,均与瓦斯集中系数θ_(I)成负线性关系,两者皆在θ_(M)大于等于θ_(T)时呈现较为显著的变化特征。
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关键词
深部复杂地质构造
煤体倾角突变
煤与瓦斯突出
煤粉分布
冲击力
突出强度
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Keywords
deep and complex geological formations
abrupt change in coal dip angle
coal and gas outburst
distribution of coal dust
impact force
outburst intensity
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分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
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