构造煤层位对煤与瓦斯突出的数值模拟分析

"构造煤层位对煤与瓦斯突出的影响数值分析" 煤与瓦斯突出是煤矿安全生产的重大威胁，尤其在构造煤丰富的区域，这一问题更为突出。构造煤，即经历过地壳运动变形的煤层，其特殊的物理力学性质和瓦斯赋存状态对煤层的稳定性以及瓦斯突出的可能性具有决定性的影响。本研究由李云波和谭志宏在河南理工大学瓦斯地质研究所进行，旨在深入理解构造煤层位如何影响煤与瓦斯突出的过程。 研究中，作者首先强调了构造煤是煤与瓦斯突出不可或缺的因素。他们通过建立基于构造煤在煤层中不同位置的数值实验模型，运用RFPA2D（Rock Failure Process Analysis二维版）软件进行数值模拟，来探究在工作面掘进时，构造煤分层如何影响煤与瓦斯突出的发生。RFPA2D是一款强大的岩体力学分析工具，能够准确模拟复杂地质条件下的应力应变状态，对于分析煤岩体的破坏模式及瓦斯动力现象尤为适用。 在数值试验过程中，研究人员关注了四个关键方面：应力应变状态、破坏分布、瓦斯压力以及瓦斯梯度变化。这些参数的变化可以反映煤层在受压情况下的动态响应，以及瓦斯在煤层中的迁移和聚集特性。试验结果显示，构造煤层位直接影响煤与瓦斯突出的触发条件。也就是说，煤层的不同构造煤层位可能会导致不同的突出反应，某些特定的构造煤层可能成为突出发生的“关键层”。 尽管构造煤层位不影响原始煤层的瓦斯赋存分布规律，但它们对突出过程的启动和强度起着决定性作用。研究指出，构造煤层内的高瓦斯压力梯度是诱发煤与瓦斯突出的关键因素。这表明，当构造煤层位导致的压力梯度增大时，瓦斯更容易被释放并引发突出。 此研究的发现对于预防和控制煤与瓦斯突出提供了理论依据，有助于煤矿企业针对性地制定安全措施，如优化开采设计，强化构造煤区的瓦斯治理，以及提高监测预警系统的精准度。同时，也对进一步研究煤层地质构造与瓦斯动力学关系提供了新的视角。 关键词：构造煤；煤与瓦斯突出；数值分析；结构 中图分类号：TD713．1 文献标志码：A 文章编号：1003－496X(2011)04－0005－04 这个研究的结论对于煤矿安全管理和工程实践有着重要的指导意义，提醒我们在开采过程中必须充分考虑构造煤的影响，合理预测和防止煤与瓦斯突出事故的发生。