含不透气夹矸煤层瓦斯放散特征与模型研究

赵洪宝^1,2，李金雨¹，王涛¹，程辉¹，刘一洪¹，黄轶凡¹，任朝朋¹

1. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院2. 矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室

摘 要：为探究含不透气夹矸煤层瓦斯的放散特征与模型,利用自主研发的"一种基于密封腔内加恒压的瓦斯试验装置"对大小和位置不同的不透气夹矸层对煤层瓦斯放散特性的影响进行了系统研究,并对其影响机理进行了分析,提出了含不透气夹矸层的瓦斯放散模型及数学表达.结果表明:不透气夹矸的存在对煤层瓦斯放散起到一定的抑制作用,但不会改变瓦斯放散的整体规律;不透气夹矸的大小和位置均对瓦斯的放散特征有影响.具体表现为:夹矸面积越大,夹矸位置越靠近放散面,对瓦斯放散的抑制作用越大;含不透气夹矸煤层的瓦斯放散过程符合"两腔"放散模型;本文提出的模型数学表达式和放散速度强可以较好地描述"两腔"放散模型的放散特征.从"两腔"放散模型的放散机理来讲,夹矸面积越大,流动通道的面积越小,夹矸越靠近放散面,放散腔体积越小,补充腔体积越大,其对瓦斯放散抑制作用越大.

关键词：不透气夹矸;夹矸大小;夹矸位置;放散模型;等效表征;