[01466969]基于含瓦斯煤体有效能量的煤与瓦斯突出孕育机制和预测技术

采用离散元与波尔兹格曼格子方法,研发了较好地反映突出过程中气、固、液三相耦合的煤与瓦斯突出模拟程序,该软件具有离散元和波尔兹格曼双向流固耦合功能,可涵盖弯曲形状的移动边界条件,固体颗粒与流体之间的动量传递,及流体对固体颗粒的作用力。利用该软件成功实现了对煤与瓦斯突出发生发展过程的数值模拟。该软件技术已进行专利申请,居于世界领先水平,为含量法预测煤与瓦斯突出技术在我国突出矿井的推广和应用奠定了技术基础。 通过对瓦斯含量指标与瓦斯压力、钻屑瓦斯解吸指标等对比分析,证实了瓦斯含量指标与其它传统预测突出指标有着良好的相关性,实测瓦斯含量较大的地点其瓦斯压力与钻屑瓦斯解吸指标值等都较大,反之则较小。综合分析认为,瓦斯含量指标预测谢一矿C15煤层突出危险性是敏感的。 发展了煤与瓦斯突出的瓦斯含量指标临界值的确定技术,制定了企业标准。通过对谢一矿C15煤层瓦斯含量及相关参数测定、现场考察、统计分析比较、实验反算、数值模拟计算相结合的手段,研究发展了基于瓦斯含量法预测煤与瓦斯突出的瓦斯含量临界值的确定程序与方法。遵从临界值确定应以现场考察为主,数值模拟和实验反算为辅的原则,确定了谢一矿C15煤层的瓦斯含量突出预测指标临界值为8.6 m3 /t。 为了验证瓦斯含量指标的消突效果,我们对谢一矿C13煤层的原始瓦斯含量与卸压后的煤层残余瓦斯含量进行了现场测试对比,现场试验表明煤层瓦斯含量指标作为被保护层消突检验指标,敏感性强,效果非常显著。