我国煤矿岩石与CO2突出机制探讨 论文

由于煤矿岩石与CO2突出危害严重，但发生频度较煤与瓦斯突出低，导致多年来对岩石与CO2突出机制研究一直不够系统深入。为解决这一问题，在前人研究成果的基础上，分析了我国发生岩石与CO2突出矿区含煤地层的CO2成因，总结了岩石与CO2突出规律和特征，建立了岩石与CO2突出物理模型，剖析了岩石与CO3突出过程、力学环境和能量条件。结果表明：参与突出的CO2均为无机成因型，与岩浆岩活动和煤田自燃热解有关；岩石与CO2突出是地应力、承压气体、突出岩体力学性质等因素综合作用的结果，由于参与突出的气体富集受气源控制，岩石与CO2突出危险区域呈点状或条带状分布；基于煤与瓦斯突出关键结构体致灾理论建立的岩石与CO2突出关键结构体模型与突出现场环境吻合，突出砂岩命名为结构1，对突出砂岩起支撑包裹作用的岩体分别命名为结构2、结构3和结构4；岩石与CO2突出过程经历了准备、启动、发展、终止4个阶段，突出准备阶段包括形成关键结构体直到突出激发完成，突出启动阶段是一个瞬态过程，突出启动与结构1的能量大小有关，只有当结构1积蓄的能量大于突出所需能量，即能量判据Ce≥1时才能成功启动；利用关键结构模型和能量判据