瓦斯放散初速率与煤的坚固性系数的相关特性研究 论文

在矿井采掘作业中，瓦斯管理是保障煤矿安全的重要环节。随着煤矿开采深度的增加，瓦斯涌出问题越来越突出，成为制约煤矿安全生产的主要因素之一。在这一背景下，对于瓦斯放散特性的研究显得尤为重要，其中瓦斯放散初速率和煤的坚固性系数作为关键参数，对预测和控制瓦斯涌出有显著作用。通过对高河能源3#煤层的实验室测定，分析了煤层瓦斯放散初速度（Δp值）与现场测定的煤的坚固性系数（f值）之间的关系。结果表明，两者呈现负相关性，即随着煤层坚固性系数的增大，瓦斯放散初速度总体呈下降趋势。这一研究的详细方法和结果，可以参考构造煤对煤体瓦斯放散性影响的实验研究。

瓦斯放散初速率，即煤层瓦斯放散初速度（Δp值），是指含瓦斯煤体暴露时在特定空间内产生的压力变化率。这一参数不仅反映了煤体释放瓦斯的能力，同时也是鉴定煤层煤与瓦斯突出危险的重要指标之一。瓦斯放散初速率受多种因素影响，包括煤体结构特性、变质程度、孔裂隙发育程度以及煤层的透气性系数等。关于不同煤体结构对瓦斯放散特性的影响机理，可以通过不同煤体结构煤的瓦斯放散特征及其影响机理进一步了解。这些因素不仅影响瓦斯放散初速度，也对瓦斯从吸附状态转化为游离状态的速度产生影响。

煤的坚固性系数（f值）是表征煤体坚固程度的一个指标，它影响煤层的瓦斯放散特性。在研究中发现，煤体孔隙越发育，致使瓦斯数量越小，煤体破坏越严重，瓦斯放散初速度值越大。这表明，煤体结构的破坏变形会直接影响瓦斯放散初速度的大小。为了更准确地预测瓦斯放散特性，研究者采用等容变压式测定瓦斯放散初速度指标，这是依据《瓦斯放散初速度指标测定方法》AQ1080-2009标准。通过在特定负压状态下对煤样进行测定，可以对煤层瓦斯放散的规律进行表征，进而分析瓦斯放散初速度与煤的坚固性系数之间的相互关系。对此类研究感兴趣的读者可以查看煤的微观结构对瓦斯放散特性的影响研究。

研究还考察了高河能源#煤层不同区域的瓦斯放散初速度区域分布特征，并采用全矿井均匀设点的方法进行考察。研究结果揭示了煤层瓦斯放散初速度的不均匀分布状态，这主要是由于煤层结构的差异性导致的。当煤层坚固性系数在一定范围内时，瓦斯放散初速度呈现不均匀分布，显示出较大的波动性。这种波动性表明，即使在相同坚固性系数条件下，煤层粒径分布的不同也会造成瓦斯放散初速度的差异。更多关于坚固性系数对瓦斯放散特性的影响，可参考坚固性系数对构造煤应力应变及瓦斯渗透性影响。