罗红福
淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿 安徽 淮南 232174
摘要：在煤矿开采的过程中，煤矿开采很容易受到矿山压力的影响，而出现煤矿开采中瓦斯涌出的情况，这种瓦斯涌出的情况容易危害到煤矿开采的安全性，对开采人才的人身安全是极为不利的，必须得到有效的重视。关键词：矿山压力；煤矿开采；实验分析；瓦斯涌出
1.矿山压力对煤矿瓦斯涌出影响的实验系统及方法
1.1实验系统
在针对矿山压力对煤矿瓦斯涌出的影响实验中，基本的试验系统由多个系统构成。
1.2样品制备
在完成上述系统的构建后，本次实验中所采用的样品，主要是由我国鹤岗某煤矿基地选取，并在封装运抵实验室后，在24小时内进行了加工制备。
1.3实验方法
在实验的过程中，为了保障实验效果的真实，保障实验过程中符合煤矿所处的高温环境，本实验主要将实验步骤分为三步。第一步，将煤样放置在注满33℃液压油的三轴压力室内，并保持温度的恒定。第二步，保持温度恒定在33℃左右，利用速率为0.002MM/S的位移速度，对煤样施加轴向压力，直至煤样整体破损。第三步，煤样彻底破损后，静止10分钟左右，随后以0.05Mpa/S的速率，对煤样进行施压，并在施压的过程中，将三轴压力室的出油口打开，促使液压油受压流出，以保障煤样在这一过程中处于单轴压缩状态。而整个实验过程中，都需要针对实验中的瓦斯气体进行压力、流量、成分、含量等各方面的抽样分析。
2.矿山压力对煤矿瓦斯涌出影响的实验结果
在上述实验测试完成后，即可获取相应的实验结果，其中具体的结果包括如下部分。首先，应力对煤岩气体涌出的影响，如下图所示。
图1.恒温条件下煤样随应力变化气体逸出示意图
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通过上图可以得知，在恒温情况下随着应力状态改变，瓦斯的溢出程度也有所变化，其中，在升温阶段的95分钟内温度逐步升至33℃，这一过程中，有少量的解析气体，混合着部分的热膨胀气体从空隙和煤样中逐步扩散到了裂隙之中。并且在温度逐步升高的过程中，整体的扩散和溢出的程度也逐步提升，在上图的62分钟开始，气体流量的速度就开始逐渐增加。
图2.气体压力随时间变化示意图
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这一过程中大致持续了10分钟的时间，这一时间内煤样基本破坏殆尽，气体也因煤样的破损，而尽数溢出。此时，在针对煤样进行进一步的加压，加压的压力与鹤岗矿区的地应力情况一致，保持在9Mpa左右，在加压后可以明确看出，初始阶段的煤样就出现了气体逸出压力激增的情况，整体的溢出速度和流量呈现阶梯式增加，而在这一过程中，围压得第一次降为0时，出现了负压以及单轴破坏的情况，第二次的围压施加，则出现了气体流量小幅度增加，以及溢出气体压力小幅度震动的情况。
图3.加载速率变化下气体逸出与单轴强度变化曲线示意图
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根据上图可以得知，在加载速率提升的情况下，煤岩的强度和气体的溢出量都因此增大，特别是当加载速率由小入大的情况下，气体逸出和单轴强度的改变较为明显，而加载速率保持在较大速率的情况下，强度及溢出则相对变化不明显。
3.矿山压力对煤矿瓦斯涌出的影响控制对策
综合上文内容可以看出，煤矿瓦斯气体的涌出，与矿山的压力有一定的关系，需要利用一定的手段进行控制，而通过本文的研究，以及对各种文献的对比分析，本文认为长壁开采法，能够有效地实现对瓦斯涌出的控制。
图4.长壁开采示意图
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结语
综上所述，在本文的实验和研究分析中，通过一整套严格且有力的检测设备和实验系统，模拟实验检测除了煤样在恒温条件下，应力状态改变中气体逸出的情况，并结合这一情况进行了实验的分析，论述发现了实验过程中，应力状态该摆弄时，气体流量的变化情况，从模拟实验的角度证明了矿山压力对煤矿瓦斯气体涌出的影响，并提出了长壁开采法这一有效地控制对策，希望本文的研究，能够对瓦斯受矿山压力涌出进行有效地控制。
参考文献
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