采矿与安全工程学报

李为腾, 王琦, 王德超, 李术才, 黄福昌, 王洪涛, 张红军, 邵行

2014, 31(1): 1-9.

摘要 ( 1734 )

PDF (719KB) ( 2276 )

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为明确最新研发的矿用U型约束混凝土拱架的基本力学性能，设计了U型约束混凝土(UCC)短柱轴压试验方案，从变形破坏形态、荷载-应变曲线、极限承载力及声发射响应特征等方面，分析了其受力性能和变形破坏特性，同时研究了核心混凝土破裂机理。结果表明：UCC短柱呈现整体塑性失稳的破坏形态，对应的N-ε曲线为上升→平缓上升的4阶段形式；UCC短柱具有较好的延性和后期承载能力，极限承载力提高127%~196%，经济性得到提高；声发射活动先后经历了孕育期到消寂期4个阶段。分析得到了每个时期约束混凝土短柱的受力、变形、破坏行为及机理。现场应用效果显示，U型约束混凝土拱架为深部、软岩巷道提供了新型有效的支护形式，控制效果明显优于常规U型钢拱架。

基于基本顶关键岩块B断裂线位置的窄煤柱合理宽度的确定

王红胜, 张东升, 李树刚, 王琳, 吴林梓

2014, 31(1): 10-16.

摘要 ( 2173 )

PDF (559KB) ( 2527 )

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为掌握基本顶断裂结构对窄煤柱稳定性的影响规律，建立沿空掘巷围岩结构力学模型，提出了沿空巷道上覆基本顶3种断裂结构形式，对基本顶断裂结构与窄煤柱稳定性的相关性进行了分析。研究表明，基本顶断裂线位于不同位置时，巷道围岩应力、煤柱应力及应变差异较大。当基本顶断裂线位于巷道正上方时，靠近采空区侧围岩变形量较靠近实体煤壁侧的大，巷道顶板应力降低快导致围岩破碎可锚性差，煤柱应力和变形增速最快，围岩稳定后作用在煤柱上的载荷最大，煤柱持续变形速度也最大，导致巷道后期维护困难。当基本顶断裂线位于沿空巷道外侧时，煤柱变形在合理范围内，同时具有较强的支承能力，对巷道维护有利。研究成果在燕家河煤矿8105综放面成功应用，并取得了满意的技术经济效益。

高应力厚层软弱顶板煤巷锚索支护失效机理及合理长度研究

王卫军, 罗立强, 黄文忠, 屈延嗣, 吴海, 余伟健

2014, 31(1): 17-21.

摘要 ( 2130 )

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按传统方法设计的锚索在深井厚层软弱顶板煤巷中经常发生大面积支护失效，致使这类巷道维护十分困难，成本高。通过现场勘查与理论分析，研究了导致锚索支护失效的影响因素，指出软弱厚层直接顶板锚索孔施工过程中的变形和安装过程对锚固剂的破坏是导致锚索支护失效的主要原因。提出了基于厚层软弱直接顶的新的锚索参数设计方法。现场实践表明，按新方法设计的锚索不仅缩短了锚索长度，而且大幅度提高了锚固力，显著改善了巷道的维护效果。

综放工作面沿空开切眼布置与支护技术研究

蒋力帅, 马念杰, 赵志强, 贾后省

2014, 31(1): 22-27.

摘要 ( 3998 )

PDF (603KB) ( 5189 )

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综放工作面沿空开切眼跨度大、顶煤厚度大、沿空小煤柱、围岩松软、裂隙发育，支护难度大。针对宽度8 m、顶煤厚度5.6 m的综放沿空开切眼，采用理论分析、数值模拟、现场试验及监测分析等方法，研究了煤柱的留设原则、煤柱应力分布特征，优选了煤柱宽度；分析了综放沿空开切眼的支护机理，设计并试验了锚网带与锚索支护、锚网带与桁架锚索支护方案。研究结果表明，煤柱合理宽度为4~5 m。2种支护方案改善了顶煤的受力状态，提高了围岩承载能力，有效控制了大跨度、厚顶煤的离层、裂隙扩展和弯曲下沉，保证了综放沿空开切眼的稳定性。

深部穿层巷道非对称变形机理及控制对策研究

王炯, 郭志飚, 蔡峰, 郝育喜, 刘鑫

2014, 31(1): 28-33.

摘要 ( 2129 )

PDF (583KB) ( 1904 )

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针对深部穿层巷道围岩非对称变形破坏特征，对其破坏机理及控制对策进行了数值分析和工程试验研究。结果表明，受埋深大、高地应力，特别是水平构造应力的影响，原支护下巷道围岩出现了非对称大变形破坏，穿层巷道断面与岩层倾向成钝角部位表现出最先破坏的关键部位特点；非对称破坏主要表现为围岩结构的非对称性影响下产生的不同岩层间的剪切滑移变形及高应力作用下的软弱岩层挤出变形等错位变形。结合现场工程地质条件，提出了锚网索+底角锚杆的非对称耦合支护对策，对关键部位进行了加强支护，有效地遏制了围岩的非对称变形，消除了巷道围岩的错位变形，提高了巷道围岩整体稳定性，现场应用效果良好。

自然崩落法采场软破围岩巷道支护技术研究

明建, 单强, 严荣富

2014, 31(1): 34-40.

摘要 ( 1669 )

PDF (394KB) ( 1822 )

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针对自然崩落法采场巷道布置密集、存在时间长、采动影响大、维护难度大等特点，采用现场调研、室内试验、理论分析、井下巷道试验与变形实测等综合手段，分析软破围岩巷道变形破坏特征和支护难点。以围压恢复加固理论为指导，提出了被动和主动联合支护体系，采用增设底梁和提高充填接顶等全封闭强化支护措施。现场实施结果表明，巷道收敛量能够控制在80 mm以内，实现了对巷道围岩变形的有效控制，维护高应力环境软破围岩巷道的稳定性，为自然崩落法采矿奠定基础。

冲击矿压空间孕育机制及其微震特征分析

王桂峰, 窦林名, 李振雷, 巩思园, 何江, 蔡武

2014, 31(1): 41-48.

摘要 ( 1509 )

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根据“围岩-煤体”系统在开采过程中的运动变化特征，建立“一大两小”采场空间孕育模型，将顶板、煤层和底板作为一个完整的系统来考察煤岩结构破裂到失稳乃至冲击的过程，并以具有向斜构造和巷道交叉区域等典型孕育场的某矿区冲击煤层的微震现场实测研究予以论述。研究表明，空间孕育模型可以准确描述煤岩结构从破裂到失稳乃至冲击的整个过程，其中静态高应力集中区域是煤岩结构失稳破坏的应力基础，回采作业开启了强矿震和冲击的动态孕育过程，顶板断裂引发的动载荷可以触发动态孕育过程快速进入裂隙突变阶段乃至失稳破坏，强矿震和冲击的发生取决于走向上高应力集中区域能否在遭到逐渐卸载破坏前就已经达到较高的孕育程度。孕育过程中的裂隙稳定扩展阶段是强矿震和冲击前兆信息的异常阶段，裂隙突变说明强矿震和冲击的即将发生。该矿区1-3区二段工作面历次强矿震和冲击表现出明显的孕育特征，特别是“6• 26”，“10•15”冲击前，矿震频次和能量异常活跃，孕育特征更为明显。

基于薄板理论的急倾斜工作面顶板初次变形破断特征研究

屠洪盛, 屠世浩, 陈芳, 王沉, 冯宇峰

2014, 31(1): 49-54.

摘要 ( 1747 )

PDF (340KB) ( 1836 )

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根据急倾斜煤层工作面顶底板地质赋存条件以及冒落矸石对工作面中下部采空区的充填特征，利用弹性薄板小挠度理论，建立了急倾斜工作面顶板的受力力学模型，研究了顶板在上覆岩层和下方充填矸石作用下顶板挠曲变形特征，得到急倾斜工作面下部采空区充填带宽度的理论计算公式和顶板变形挠度方程，结合龙煤集团七台河新铁煤矿工作面实际开采参数，分析出急倾斜工作面中上部顶板受力变形较大，下部顶板变形较小，最大挠度点距工作面上端头24 m处，最大变形量为320 mm，工作面中上部前方煤壁和后方煤壁处、上部顶板和中下部冒落矸石接触处将首先出现拉伸或剪切破坏，最后将形成“U”字型破断。研究结果与实际顶板受力变形相符。

缓倾斜煤层连续采煤机短壁开采工艺研究与应用

周茂普, 曹胜根, 江小军

2014, 31(1): 55-59.

摘要 ( 1634 )

PDF (418KB) ( 1956 )

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针对缓倾斜煤层角度较大造成的连续采煤机设备运行和开采困难等问题，提出采用调伪斜布置巷道、选择履带式运输设备以及调整连续采煤机进刀方式等，保障连续采煤机及后配套设备能够在合理的角度范围之内运行，将三角遗煤降到最低，实现连续采煤机在缓倾斜煤层条件下的安全高效开采。实践表明：东坡煤矿缓倾斜煤层连续采煤机开采取得了月均进尺550 m/单巷，月均回采煤炭5.5万t，为连续采煤机在我国缓倾斜煤层的应用提供了宝贵经验。

深部工作面采动应力场分布变化规律实测研究

刘杰, 王恩元, 赵恩来, 徐文全, 胡少斌

2014, 31(1): 60-65.

摘要 ( 1469 )

PDF (347KB) ( 2395 )

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为防止深部较软煤层发生动力灾害，以平煤股份二矿为工程背景，采用应力实时监测系统测试了深部工作面采动应力场，研究了工作面走向和倾向应力分布及变化规律，分析了应力对煤体稳定性及动力现象的影响，并探讨了工作面可能发生的动力灾害。结果表明，工作面上部(靠近采空区)超前采动影响距离、煤帮内应力集中范围、应力集中系数及应力峰值较大，工作面两端应力规律差异较大。应力峰值和应力梯度变化显著影响煤体的稳定性；通过监测工作面应力变化，可对工作面动力现象进行预测预报；工作面可能发生的动力灾害是应力起主导作用的压出灾害。

大跨度空区顶板失稳临界参数及稳定性分析

张海波, 宋卫东, 付建新

2014, 31(1): 66-71.

摘要 ( 1899 )

PDF (276KB) ( 1897 )

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为分析复杂空区顶板的稳定性，用力学理论与数值模拟相结合的方法对空区顶板的稳定性进行综合分析。采用简支梁理论、荷载传递交汇线理论、厚跨比法对空区顶板失稳临界参数进行计算，运用FLAC3D数值模拟软件对空区围岩的稳定性进行研究。结果表明，空区顶板的结构参数超出顶板失稳的临界参数的范围，空区处于失稳状态；空区稳定性数值模拟分析得出空区顶板中央位移较大，最大为4.7 cm，空区之间矿柱侧向位移较小；空区顶板最小主应力接近于拉应力状态；在空区顶板、底板及矿柱都有不同程度的塑性区分布，尤其是在矿柱上，分布范围较广，说明空区围岩稳定性较差，空区处于失稳状态比较明显，应及时采取措施治理空区。由此可见，基于FLAC3D的数值模拟分析空区稳定状态，可综合考虑影响空区失稳的因素，较真实反映空区围岩的应力应变及塑性分布状态，具有广泛的适应性。

干旱矿区水资源迁移与“保水采煤”思路探讨

常金源, 李文平, 李涛, 乔伟, 伍法权

2014, 31(1): 72-77.

摘要 ( 1518 )

PDF (2883KB) ( 1858 )

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为了解干旱矿区水资源迁移情况，本文以位于陕北地区的神南矿区为例，选择“十二五”末期为时间点，开展了潜水漏失程度评价分区，采后水资源量预测，采空区水质分析对比等工作。结果显示：煤炭开采使得矿区内水资源含蓄总量增加，采空区水是增长的主体。继而提出以水资源含蓄总量作为干旱矿区煤炭开采“保水采煤”效果的评价标准：如果采前矿区内可利用水资源总量（）大于采后( )，表明水资源量整体是流失的，相反，则认为煤炭开采相对提高了区域水资源含蓄能力，煤炭开采有利于保护水资源。以此标准，神南矿区开采后水资源环境得到了改善。

深部损伤岩体弹性模量的确定方法

金长宇, 李婕, 冯夏庭, 孙承帅, 刘建坡, 徐帅, 杨成祥

2014, 31(1): 78-83.

摘要 ( 1526 )

PDF (313KB) ( 2404 )

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深部地下洞室开挖后，洞室表层围岩会出现大量微裂隙，在二次应力场调整过程中，这些微裂隙逐步扩展贯通导致围岩出现片帮、板裂以及塌落等损伤现象，从而无法利用钻孔取样对表层损伤区岩体的弹性模量进行确定。本文基于损伤力学原理，利用现场声波测试与经验公式对损伤岩体的弹性模量进行初步判断，确定其大致范围，然后联合神经网络与损伤本构模型RDM对岩体的弹性模量进行精确反演，进而获得损伤岩体弹性模量的分布规律。通过红透山27采场的实际应用，证明了该方法确定深部损伤岩体弹性模量以及岩体完整性分布规律的可行性。

双柳煤矿陷落柱发育特征及突水危险性分析

李振华, 李见波, 贺志宏

2014, 31(1): 84-89.

摘要 ( 1532 )

PDF (623KB) ( 2070 )

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为解决采动过程中陷落柱活化导通奥灰水造成矿井突水事故的问题，采用理论分析、现场观测的手段从几何参数、发育特征、出现前兆和分布特征等4个方面分析归纳双柳煤矿陷落柱的基本特征，认为陷落柱主要发育在浅部，附近通常伴有小断层，周围煤岩层产状发生变化，主要分布在奥灰岩溶溶孔、溶洞发育比较强烈的区域。以双柳煤矿220工作面的X15陷落柱为例，通过FLAC3D软件模拟分析上组煤开采过程中陷落柱在采动影响下突水的危险性。研究结果表明：随着工作面的推进，陷落柱周边的塑性破坏场、渗流场和应力场发生变化，当工作面推进至距陷落柱30 m处，塑性破坏场与渗流场开始接触；距离10 m处，破坏区触及渗流区域的较高压区域，具有高突水危险。

采动底板岩性及组合结构对破坏深度的制约作用

朱术云, 曹丁涛, 周海洋, 杨朝维, 刘近国

2014, 31(1): 90-96.

摘要 ( 1610 )

PDF (414KB) ( 1685 )

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为了探究底板岩性及组合结构这一因素对采动底板变形破坏深度的影响，通过现场大量实测资料的整理分析，获得了类似均质底板和软硬岩不同组合结构底板在采动矿压作用下差异性变形破坏特征。研究结果表明：1) 类似均质底板变形破坏规律相对简单，底板采动变形破坏深度主要受制于底板岩体的抗压破坏强度，总体上这种类型底板变形破坏程度具有自上至下呈由强及弱的渐次性变化特点；2) 软硬岩夹层或互层底板采动变形破坏特征比较复杂，这种组合结构对底板采动变形破坏深度和程度均具有明显的控制作用，其中软弱夹层对底板破坏深度具有较强的约束效应，即软岩对上覆硬岩起到了重要的“褥垫效应”，对下伏岩层产生“应力扩散效应”。研究结果揭示了底板岩性及组合结构对变形破坏深度具有重要的制约作用，对巷道支护和底板水防治均具有重要的理论和实际意义。

工作面直接过陷落柱的盐酸软化法及其试验研究

赵国飞, 康天合, 杨永康, 郭俊庆, 张文阳

2014, 31(1): 97-101.

摘要 ( 1462 )

PDF (302KB) ( 1740 )

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针对回采工作面直接过陷落柱的难题，提出并成功实践了回采工作面直接过陷落柱的盐酸软化法。通过室内浸泡试验、岩石力学特性测试、X射线衍射等方法，研究岩样在不同体积分数盐酸溶液中，浸泡不同时间后的变化规律，探讨其软化机制。研究结果表明：1) 砂质泥岩力学强度随盐酸溶液浸泡时间呈负对数规律变化；2) 砂质泥岩力学强度随盐酸溶液体积分数升高呈指数规律降低；3) 随盐酸溶液体积分数升高，岩样孔隙率增加、屈服点变化明显、塑性增强，但弹性模量变化不明显；4) 主要是由白云母和高岭石含量降低引起砂质泥岩抗压强度的降低；5) 选取合适的盐酸溶液体积分数、合理浸泡时间、注液量、合理采煤机截深可以确保工作面正常推进。工程实践表明，本方法安全、可靠、高效，可为类似条件下的工作面直接过陷落柱提供借鉴和参考。

基于空隙率的冒落带动态高度研究

夏小刚, 黄庆享

2014, 31(1): 102-107.

摘要 ( 1503 )

PDF (325KB) ( 1984 )

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基于冒落带的形成过程，对冒落带的动态高度进行了系统的研究。研究表明，冒落带最终冒落高度主要取决于垮落岩石散体残余碎胀系数的大小，而残余碎胀系数的大小决定于垮落岩石散体的空隙率。据此，建立了基于分形几何的空隙率计算模型，并在所建的空隙率计算模型基础上，给出了残余碎胀系数与岩体初始碎胀系数的关系，推导出冒落岩石散体充填整个采空区最终冒带高度的计算模型。最后，结合工程实例，对所建模型进行了验证。

三台子水库下压煤综放开采覆岩破坏充水特征

冯国财, 徐白山, 王东

2014, 31(1): 108-114.

摘要 ( 1956 )

PDF (774KB) ( 2040 )

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针对水库下特厚煤层综放开采安全问题，采用地面钻孔冲洗液漏失量法、EH-4连续电导率剖面仪法，对大平煤矿N1S1工作面采动前后覆岩破坏及充水状况进行了探测，利用RFPA2D系统对覆岩变形破坏进行了反演和模拟。结果表明：覆岩破坏导水裂缝带发育在工作面采空区上方垂直方向卸压、水平方向拉伸区覆岩内，顶界面深度220.92 m，钻孔冲洗液漏失量平均0.50~0.71 L/(s•m)；白垩系砂及砂砾岩承压含水层下部微弱含水段处于导水裂缝带内，深度约200 m水平之下岩层呈充水状态，视电阻率20~40 Ω•m；导水裂缝带上方，深度约120 m水平以下，岩层呈垂直方向卸压、水平方向压缩状态，离层破坏发育，不导水。水库下采煤是安全的。

沿煤层倾斜方向底板“三区”破坏特征分析

孙建

2014, 31(1): 115-121.

摘要 ( 1548 )

PDF (382KB) ( 1578 )

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为了研究具有一定倾角煤层底板的采动破坏特征，基于矿山压力理论，建立了考虑煤层倾角的工作面侧向底板受力力学模型，采用摩尔-库仑破坏准则，推导了工作面侧向煤柱下方底板的最大破坏深度表达式。将底板采动破坏带沿煤层倾斜方向划分为3个不同区域，其呈现为一个比工作面宽度还要宽的、下大上小的“勺形”分布形态。利用数值模拟方法研究了倾角对煤层底板破坏深度、破坏形态以及最大破坏深度位置的影响规律。结果表明：1) 底板塑性破坏区深度随工作面宽度的增大呈现增大的趋势；随煤层倾角的增大，先增大后减小，在煤层30°倾角时，塑性破坏区深度最大，底板岩体更容易发生剪切滑移破坏；2) 工作面底板最大塑性破坏深度位置随煤层倾角的增大逐渐偏离工作面中部向下，且工作面越宽，偏离越远。

Knothe时间函数参数影响分析及其求参模型研究

胡青峰, 崔希民, 康新亮, 雷斌, 马开锋, 李垒成

2014, 31(1): 122-126.

摘要 ( 1416 )

PDF (255KB) ( 1787 )

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对Knothe时间函数参数的影响进行了分析，在Knothe时间函数未达到收敛以前，对于同一时间点而言，值越小，Knothe时间函数值也越小，值越大，Knothe时间函数取值也相对越大，特别是在t∈[0,0.2]时，不同的参数对Knothe时间函数值影响较大。根据开采沉陷地表移动变形的一般规律和采空区达到充分采动时的尺寸，建立了一种新的Knothe时间函数求参模型——概率积分求参法。通过对比分析平安煤矿、富力煤矿和孙村煤矿的实测值与采用该模型的计算值，验证了该模型的正确性；并以29401工作面上方走向观测线的多期实测下沉数据为例，对该模型进行了实例应用，通过对比分析实测数据和预测结果，进一步证实了本文所建立的Knothe时间函数求参模型的实用性和可靠性。

基于摄影测量的岩体结构面数字识别及采场稳定性分级

赵兴东, 刘杰, 张洪训, 由伟, 刘丰韬

2014, 31(1): 127-133.

摘要 ( 1479 )

PDF (354KB) ( 2253 )

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采场岩体结构面的分布特征是评价采场及其围岩稳定的重要指标之一。为此，借助三维数字摄影测量系统(ShapeMetrix 3D)对新城金矿-630 m中段采场岩体进行现场原位节理扫描，获取采场岩体结构产状、节理组数、节理间距、结构面线密度等参数。在此基础上，结合地应力量测及岩石力学实验数据信息，采用巴顿岩体质量(Q)分类和岩体地质力学分类(RMR)方法对新城金矿的采场稳定性进行分级，并对2种分类方法的结果进行对比分析，得出新城金矿采场上盘、矿体以及下盘的岩体稳定等级为Ⅱ~Ⅲ级，采场总体稳定性均一般或者较差。该方法有效地对新城金矿采场稳定性进行分级，为合理选择采场结构参数及采场顶板支护形式提供可靠的基础数据。

深部工作面煤体扩容影响因素及扩容预测

胡祖祥, 谢广祥, 姜福兴, 章立清, 唐永志

2014, 31(1): 134-138.

摘要 ( 1530 )

PDF (266KB) ( 1731 )

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依据含瓦斯煤力学试验，综合分析含瓦斯煤破坏变形特征与工作面煤体受力环境，采用模糊综合分析法，确定工作面煤体扩容重要因素及其权重；基于二元离散理论，构建工作面煤体扩容预测判别模型。研究表明，采动应力、含瓦斯煤的抗压强度、原岩应力是工作面煤体扩容关键影响因素，而采动应力是其主控因素，降低采动应力是控制深部煤体扩容的最有效途径。创建了以采动应力为主控因素，二元离散判据的工作面煤体扩容预测新方法，达到了工作面煤体扩容有效预测与防控的目的。

瓦斯爆燃防爆安全距离及传播特征的数值模拟

江丙友, 林柏泉, 陈健, 郭畅, 张鹏

2014, 31(1): 139-145.

摘要 ( 1573 )

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运用AutoReaGas软件建立了长为100 m，截面为0.08 m×0.08 m的爆炸巷道，其中前10 m巷道均匀充满体积分数9.5%的甲烷与空气预混气体。结果表明：在瓦斯爆炸传播过程中，最大超压呈现先减小、后增大、再减小的变化过程，它在火焰熄灭的位置附近达到最大。最大燃烧速率和火焰传播速度均随着传播距离的增加而增大，取得最大值后又开始减小。最大超压和最大气流速度在距离点火源35 m时均已减小为零，最大密度在此点也减小为原始密度，此条件下的防爆安全距离为35 m。最大燃烧速率和火焰传播速度在距离点火源17 m时均已减小为零，火焰锋面传播的最大距离为17 m。气体发生逆流与火焰的存在有关。研究成果可为煤矿瓦斯爆炸最佳避灾路线的确定、爆炸发生后的抢险救灾、事故的调查等提供参考。

深立井过瓦斯抽排孔群扰动煤岩层损伤评估与支护优化

黎明镜, 荣传新, 程桦, 郑世豪

2014, 31(1): 146-153.

摘要 ( 1368 )

PDF (1187KB) ( 1653 )

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针对深立井过受瓦斯抽排孔群扰动的煤岩层工程安全问题，分析了钻孔群对煤岩层的扰动影响，基于损伤力学理论建立了定量的扰动损伤评估模型，对淮北海孜煤矿千米立井过受瓦斯抽排孔群扰动煤岩层的稳定性及井筒掘砌过程进行了数值模拟，根据分析结果优化了受扰动煤岩层的加固与井筒掘砌支护方案。研究结果表明：瓦斯抽排钻孔群对煤岩层的扰动评估应综合考虑钻孔水“冲刷效应”、煤岩体“卸压效应”及“孔群效应”，3种效应相互作用使得煤与软弱泥岩受损程度远大于稳定粉砂岩层；煤与软弱泥岩层受瓦斯抽排孔扰动后易于出现大范围失稳；井筒掘砌过相应扰动层位前，可利用瓦斯抽排孔进行预注浆加固受损围岩，通过加强掘进初期支护、提高井壁混凝土抗拉性能及壁后注浆等综合措施确保围岩稳定与支护安全。

巨厚火成岩对下伏煤层瓦斯赋存的控制作用

王伟, 程远平, 王亮, 王海锋, 卢守青, 蒋静宇

2014, 31(1): 154-160.

摘要 ( 1572 )

PDF (709KB) ( 1911 )

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为了研究巨厚火成岩对下伏煤层瓦斯赋存的控制作用，以海孜煤矿10煤层火成岩不同覆盖厚度区域所取5个煤样为研究对象，测定了坚固性系数、瓦斯放散初速度、瓦斯吸附常数、突出危险性指标K值等参数随火成岩覆盖厚度的变化，同时采用工业分析、CO2测微孔、电镜扫描、显微组分分析、镜质组反射率测定等方法研究了火成岩对煤质、孔隙结构的影响。结果表明：巨厚火成岩分布对下伏煤层煤质及瓦斯赋存具有控制作用，其热演化和热变质作用提高了10煤层变质程度，10煤层由无火成岩覆盖区的长烟煤逐渐演化为巨厚火成岩覆盖下的瘦煤；随上覆火成岩厚度增加，10煤层微孔发育，吸附和储集瓦斯的能力增强，瓦斯含量增加；火成岩侵入带来的挤压作用使厚覆盖层下煤层强度降低，局部更易形成软煤分层，增加了煤与瓦斯突出危险性。

微震响应煤与瓦斯突出模拟试验

雷文杰, 李绍泉, 商鹏, 张瑶, 许江, 王振刚, 李青松

2014, 31(1): 161-166.

摘要 ( 1661 )

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利用大型煤与瓦斯突出模拟试验系统，研制密封效果好、流变性能强的突出口材料及其制作工艺，模拟垂直和水平应力综合作用下自动触发煤与瓦斯突出的试验过程，利用高灵敏性的微震监测系统全程响应煤与瓦斯突出4个阶段，监测不同阶段突出腔体内的瓦斯压力，素描出突出孔洞大小和形状。微震响应信号分析频率0~2 000 Hz，优选小波基函数，确定小波包最大分解层数，采用小波包分解分析模拟突出孕育、激发、发生和残余4个阶段微震信号时频特征；孕育阶段为高频信号，激发阶段信号频带范围逐渐加宽直至出现低频信号，突出阶段全频带响应，残余阶段信号由相对较低频带逐渐向高频过渡。研究成果为微震预警煤与瓦斯突出提供基础试验依据。

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