。152 北京科技大学学报 第33卷 式中，K为静态断裂韧性，Nnr32 (6):109 从以上分析可知，振动将使煤体内的大量裂隙 (蔡成功，王佑安.煤与瓦斯突出一般规律定性定量分析研究 中国安全科学学报，200414(6片109) 更易扩展失稳，这也正是振动诱导煤与瓦斯突出发 4 Liwinisan J A molel for he initiation of coalgas outbursts ht 生的重要原因. J Roc Meth Mn SciGemech Abs可198520(1)：39 3讨论 Renw J DuG I,Pan Y The expemenl sudy of ockburst prevention through vibration inducng crevasse n coamass JFux 在煤与瓦斯突出发生的很多事例中，振动对含 n Mn Ist1997.16(6):687 (任伟杰，杜广林潘一山.振动对煤体裂隙分布和力学性能的 瓦斯煤体的干扰引起煤与瓦斯突出事故占了很大比 影响.阜新矿业学院学报，1997.16(6：687) 例.根据上面的分析可知，振动作用煤体后，将增加 RenW J PanY Song SI,The expermnental suudy of the coal 煤体应力改变煤体的应力状态，并能促使吸附瓦斯 mass crevasse giow ing a fer coam ass v brated with different fre 大量解吸，使游离瓦斯压力升高.煤体裂隙大大发 quence J Liacning Tech Uniy 1998 17(6)565 育，在裂隙扩展的同时会产生电磁场2，电磁场 (任伟杰，潘一山，宋绍楼振动频率对煤体裂隙发有影响的试 同样会加速瓦斯的解吸和释放，使瓦斯压力的快速 验研究.辽宁工程技术大学学报，199817(6)：565) Jiang YD ZhaoYX Song Y Q etal Ana psis ofblastng tem 升高.在采掘工作面的前方卸压区内煤体受振动作 or mpact on roadway sability in coal mining Chin J RockMech 用，强度降低，承受瓦斯压力和煤体产生的侧压的能 Eng20052417h3131 力降低，同时卸压区内由于应力的降低.煤体渗透率 (姜锯东，赵毅鑫，宋彦琦，等.放炮震动诱发煤矿巷道动力失 升高，而在应力集中区内煤体的渗透率在高应力作 稳机理分析.岩石力学与工程学报，20052417)：3131) 用下降低，这使得煤体内的瓦斯流动受阻，瓦斯压力 [8 Yu B F WangYA The Technica lManualsofComl and GasDis aster Prevention and Use Beijing Coal Industry Press 2000 梯度剧增，使煤与瓦斯突出事故极易发生，因此，很 (于不凡，王佑安.煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册.北京： 多煤与瓦斯突出事故都是由振动引起的. 煤炭工业出版社，2000 4结论 9 Liu J The Outurst Prevention Technology of Longhol Pesplit ting Blasting n the Low Pemeabilit Outhurst Coal Seam Disser (1)在振动作用下煤对瓦斯的吸附量有一定程 t河.Han卿Anhui University of Science&Techmokgy 度的减少，吸附能力降低 2003 (刘健.低透气性突出煤层深孔预裂控制爆破防突的技术研究 (2)振动延长了煤样达到吸附平衡的时间：吸 【学位论文].淮南：安徽理工大学，20B) 附平衡压力与未加振动相比有所升高.这说明振动 [10 SongX S The mpoving Pem eabilit Tednokgy by Deep hole 使煤样中游离瓦斯增多，吸附瓦斯减少，需要更长时 Pe splitting Explson in Hgh Gas and Lov Pem eability Coal 间达到吸附动态平衡. Seam[Dissernticn.Huaimn Anhui University of Science& (3)振动使煤体内的裂隙增加并扩展，当振动 Technobgy 2003 强度达到一定值时，煤体内能够形成较大范围的连 (宋贤生.高瓦斯低透性煤层深孔松动预裂爆破增透技术研 究[学位论文】.淮南：安徽理工大学，2003) 通裂隙网，使煤体强度降低，更易失稳 [11]HeXQ RheokgicalDynam icsofCoalorRock ContaningGas (4)在振动对煤体和瓦斯产生的综合作用下， Xuzhoy China Unive rsity ofMning&Techno kgy Press 1995 煤与瓦斯突出的危险性大大增加. (何学秋.含瓦斯煤岩流变动力学.徐州：中国矿业大学出版 社，1995) 参考文献 [12 HeXQ Wang EY Nie B et al Coal or Rock Rheology I]Yu QX GasDisaster Preention n Mne Xuzhay Chim Univer E kctomagnetism Dynam ics Beijing Science Press 2003 sity ofM ning Technobgy Press 1992 (何学秋，王恩元，聂百胜，等.煤岩流变电磁动力学北京：科 (俞启香.矿井瓦斯防治.徐州：中国矿业大学出版社.1992) 学出版社，2003) I2 Laa R D Bolziny J Management of outburst n underground 【l3 Ne B$He XQ Chen W X et a]Electronagnetic em iss知 coalmines Int J ConlGeol 1998.35(1-4):83 characteristics andm echan ism of the de pmation and fracture of [3 CaiCG W ang YA Qualitative and quantita tive anapysis of gen coal//mtema tional Yoing Stholr Sm posim on RockMechan ics emal regulrit of coal and gas outhurst J China Saf Sci 2004 14 2008 Beijing2008925北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 式中, Krc为静态断裂韧性, N·m -3/2. 从以上分析可知, 振动将使煤体内的大量裂隙 更易扩展失稳, 这也正是振动诱导煤与瓦斯突出发 生的重要原因. 3 讨论 在煤与瓦斯突出发生的很多事例中, 振动对含 瓦斯煤体的干扰引起煤与瓦斯突出事故占了很大比 例 .根据上面的分析可知, 振动作用煤体后, 将增加 煤体应力改变煤体的应力状态, 并能促使吸附瓦斯 大量解吸, 使游离瓦斯压力升高.煤体裂隙大大发 育, 在裂隙扩展的同时会产生电磁场 [ 12--13] , 电磁场 同样会加速瓦斯的解吸和释放, 使瓦斯压力的快速 升高.在采掘工作面的前方卸压区内煤体受振动作 用, 强度降低, 承受瓦斯压力和煤体产生的侧压的能 力降低, 同时卸压区内由于应力的降低, 煤体渗透率 升高, 而在应力集中区内煤体的渗透率在高应力作 用下降低, 这使得煤体内的瓦斯流动受阻, 瓦斯压力 梯度剧增, 使煤与瓦斯突出事故极易发生 .因此, 很 多煤与瓦斯突出事故都是由振动引起的. 4 结论 ( 1)在振动作用下煤对瓦斯的吸附量有一定程 度的减少, 吸附能力降低. ( 2)振动延长了煤样达到吸附平衡的时间;吸 附平衡压力与未加振动相比有所升高 .这说明振动 使煤样中游离瓦斯增多, 吸附瓦斯减少, 需要更长时 间达到吸附动态平衡 . ( 3)振动使煤体内的裂隙增加并扩展, 当振动 强度达到一定值时, 煤体内能够形成较大范围的连 通裂隙网, 使煤体强度降低, 更易失稳 . ( 4)在振动对煤体和瓦斯产生的综合作用下, 煤与瓦斯突出的危险性大大增加. 参 考 文 献 [ 1] YuQX.GasDisasterPreventioninMine.Xuzhou:ChinaUniver￾sityofMining＆TechnologyPress, 1992 (俞启香.矿井瓦斯防治.徐州:中国矿业大学出版社, 1992 ) [ 2] LamaRD, BodzionyJ.Managementofoutburstinunderground coalmines.IntJCoalGeol, 1998, 35( 1 -4 ):83 [ 3] CaiCG, WangYA.Qualitativeandquantitativeanalysisofgen￾eralregularityofcoalandgasoutburst.JChinaSafSci, 2004, 14 ( 6 ) :109 (蔡成功, 王佑安.煤与瓦斯突出一般规律定性定量分析研究. 中国安全科学学报, 2004, 14( 6 ):109) [ 4] LitwiniszynJ.Amodelfortheinitiationofcoal-gasoutbursts.Int JRockMechMinSciGeomechAbstr, 1985, 20( 1) :39 [ 5] RenW J, DuGL, PanYS.Theexpermentalstudyofrockburst preventionthroughvibrationinducingcrevasseincoalmass.JFux￾inMinInst, 1997, 16( 6 ) :687 (任伟杰, 杜广林, 潘一山.振动对煤体裂隙分布和力学性能的 影响.阜新矿业学院学报, 1997, 16 ( 6) :687 ) [ 6] RenWJ, PanYS, SongSL.Theexperimentalstudyofthecoal￾masscrevassegrowingaftercoalmassvibratedwithdifferentfre￾quence.JLiaoningTechUniv, 1998, 17( 6 ):565 (任伟杰, 潘一山, 宋绍楼.振动频率对煤体裂隙发育影响的试 验研究.辽宁工程技术大学学报, 1998, 17( 6) :565) [ 7] JiangYD, ZhaoYX, SongYQ, etal.Analysisofblastingtrem￾orimpactonroadwaystabilityincoalmining.ChinJRockMech Eng, 2005, 24( 17 ):3131 (姜耀东, 赵毅鑫, 宋彦琦, 等.放炮震动诱发煤矿巷道动力失 稳机理分析.岩石力学与工程学报, 2005, 24( 17 ) :3131) [ 8] YuBF, WangYA.TheTechnicalManualsofCoalandGasDis￾asterPreventionandUse.Beijing:CoalIndustryPress, 2000 (于不凡, 王佑安.煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册.北京: 煤炭工业出版社, 2000) [ 9] LiuJ.TheOutburstPreventionTechnologyofLong-holePre-split￾tingBlastingintheLowPermeabilityOutburstCoalSeam[ Disser￾tation] .Huainan:AnhuiUniversityofScience＆ Technology, 2003 (刘健.低透气性突出煤层深孔预裂控制爆破防突的技术研究 [ 学位论文] .淮南:安徽理工大学, 2003 ) [ 10] SongXS.TheImprovingPermeabilityTechnologybyDeep-hole Pre-splittingExplosioninHighGasandLowPermeabilityCoal Seam[ Dissertation] .Huainan:AnhuiUniversityofScience＆ Technology, 2003 (宋贤生.高瓦斯低透性煤层深孔松动预裂爆破增透技术研 究[ 学位论文] .淮南:安徽理工大学, 2003) [ 11] HeXQ.RheologicalDynamicsofCoalorRockContainingGas. 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