含水率对煤与瓦斯突出强度的定量关系与模拟试验

本研究论文主要探讨了含水率对煤与瓦斯突出强度的显著影响。作者利用自主研发的大型煤岩瓦斯动力灾害模拟试验系统进行了一系列实验，该系统允许在控制恒定的瓦斯压力、轴向应力以及煤样成型压力等关键参数下，对不同含水率的煤体进行煤与瓦斯突出的模拟。实验的核心目标是揭示含水率变化如何影响这种灾难性的矿井事件的强度。 通过数学建模，论文提出了一种包括突出煤量和最远突出距离在内的二元信息模型，用来量化和比较不同含水率下的相对突出强度。这种方法有助于更准确地理解和预测煤与瓦斯突出的风险。试验结果显示，试验系统所得到的数据与实际现场的煤与瓦斯突出情况高度吻合，这证明了该模拟技术的有效性。 在特定的试验条件下，即轴向压力为8 MPa、瓦斯压力为0.8 MPa，研究发现含水率与相对突出强度之间存在明显的二次曲线关系。这意味着随着煤体含水率的增加，相对突出强度呈现出下降趋势，这反过来意味着煤与瓦斯突出的发生概率也随之降低。这一发现对于煤矿安全管理和灾害预防具有重要的实践意义，因为它提供了一个定量的方法来评估和管理水分含量对突出风险的影响。 这项研究不仅深化了我们对煤与瓦斯突出机理的理解，还为优化矿井安全管理策略提供了依据，特别是在关注煤体湿度变化可能导致的突出风险时。通过将理论研究与实际试验相结合，研究人员能够为提升煤矿开采过程中的安全性提供有力支持。