球壳失稳理论指导下的煤矿防突措施及其优缺点研究

本文主要围绕"基于球壳失稳理论的防突措施机理分析"这一主题展开深入探讨。球壳失稳理论是理解煤与瓦斯突出（Coal and Gas Outburst，CGO）现象的关键理论基础，它将突出过程比拟为球壳的稳定性问题，涉及到三个关键的力学条件：临界压力、临界直径和临界应变。作者曹湖、蒋承林和李晓伟以这些理论为基础，对当前煤矿广泛采用的防突措施进行了细致的剖析。 文章首先介绍了煤与瓦斯突出的球壳失稳模型，强调了这三个力学条件对于预测和防止突出的重要性。接着，他们列举了包括预抽煤层瓦斯、卸压排放钻孔、水力疏松、煤体注水等常见的防突措施，并逐一分析了它们的防突原理。例如，预抽煤层瓦斯是通过降低煤体内部的压力，防止其达到失稳状态；卸压排放钻孔则是在预计可能发生突出的区域进行高压气体排放，减少局部压力；水力疏松和煤体注水则是通过改变煤体的物理性质，增加其抵抗失稳的能力。 在讨论过程中，作者对每种防突措施的优缺点进行了客观评价。预抽煤层瓦斯虽然能有效降低压力，但可能需要较长的时间才能显著效果，且操作复杂；而卸压排放钻孔虽能迅速释放压力，但可能会引起地表活动或影响其他工作区域。因此，他们主张在实际应用中，不同的防突措施应当结合使用，互补不足。 文章强调了联合使用多种防突措施的必要性和可行性，因为这可以形成多维度的防护体系，提高防突效果的全面性和持久性。通过这种方式，不仅能够更有效地防止突出，而且还能降低单一措施可能带来的风险，提升整体的矿井安全水平。 这篇论文提供了关于如何利用球壳失稳理论指导煤矿防突措施选择和优化的重要参考，为煤炭行业的安全管理和技术改进提供了有价值的观点和策略。通过深入理解并结合实际操作，煤矿企业可以更好地预防和控制煤与瓦斯突出这一重大安全隐患。