煤体水力化措施综合消突作用研究

陈向军^1,2,3，杜云飞³，李立杨³

1. 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室3. 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地(河南理工大学)

摘 要：为了研究水力化措施的综合消突作用,在综合分析水力化措施作用效应的基础上,将水力化措施归结为致裂类和掏槽类,结合煤与瓦斯突出综合作用假说,分别从水力化措施对煤体卸压效应、瓦斯内能以及煤的物理力学性质3个方面的影响进行了分析。结果表明:水力化措施能够降低一定范围内煤体的载荷应力;煤体吸附瓦斯受到环境气体压力的变化和水分的竞争吸附影响,发生了降压解吸和置换解吸,水分置换了59.14%的吸附瓦斯,降低了瓦斯内能;采取水力措施后煤体水分增加,弹性模量能够降低58.69%,塑性指数增大4.3倍以上,降低了煤体弹性能。水力化措施能够降低煤体承载应力、瓦斯内能和煤体弹性能,对煤层消突具有综合作用。为进一步提高水力化措施综合消突效果,提出执行水力化措施时,应考虑在注入的水中加入活性剂,增强煤体的湿润效果,致裂类措施还应采取卸压孔来消除裂缝尖端应力集中效应。

关键词：煤与瓦斯突出;水力化措施;卸压效应;瓦斯内能;