一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法，包括计算突出煤体的当量半径、计算除突出腔体外的卸压区煤体的当量半径、计算除突出腔体外的卸压区煤体的体积及在此基础上结合煤层瓦斯压力及煤层孔隙率获得卸压区参与突出做功的瓦斯体积即为煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量。本发明专利技术在充分考虑突出孔洞周围卸压煤体解吸瓦斯对突出的作用前提下，给出了确定补气量的依据，使得煤与瓦斯致灾模拟实验研究更加完善，可进一步加深对煤与瓦斯突出动力效应的研究，从物理模拟实验的角度进一步提升对煤与瓦斯突出机理的认识。突出机理的认识。

【技术实现步骤摘要】
一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法


[0001]本专利技术属于实验设备领域，涉及一种补气量确定方法，特别涉及一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法。

技术介绍

[0002]煤与瓦斯突出是煤矿典型动力灾害之一，具有极强破坏性，严重制约煤矿安全生产。目前针对煤与瓦斯突出的研究通常以突出孔洞为设定对象开展研究，主要考虑突出范围内煤体做功及瓦斯作用，而在突出动力效应研究中更是较少考虑突出孔洞周围卸压煤体解吸瓦斯对突出的作用。然而，在突出涉及破碎煤体的抛出过程中，卸压区解吸瓦斯均有不同程度的参与，卸压区解吸瓦斯的参与作用不可忽视。基于此，亟需提出一种补所需补气量的计算方法，确定所需的补气量，从实验角度对卸压区解吸瓦斯进行研究，以期进一步提高对煤与瓦斯突出动力效应的认识。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法，充分考虑突出孔洞周围卸压煤体解吸瓦斯对突出的作用，对于深入研究煤与瓦斯突出动力效应具有积极意义。
[0004]一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法，其特征是，包括以下步骤：
[0005]第一步，根据突出腔体体积V0计算突出煤体的当量半径r；其中，突出腔体包括突出腔体主体和突出口，V0＝π(D2L)/4，D—突出腔体主体直径，mm；L—突出腔体主体长度，mm；
[0006]第二步，根据r获得除突出腔体外的卸压区煤体的当量半径R；其中，R＝1.8886r
0.935
；
[0007]第三步，根据突出煤体的当量半径r及卸压区煤体的当量半径R获得除突出腔体外的卸压区煤体的体积V1；其中，V1＝4π(R3‑
r3)/3；
[0008]第四步，在第三步的基础上结合煤层瓦斯压力p1及煤层孔隙率ω0获得卸压区参与突出做功的游离瓦斯体积V即为煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量；其中，V＝10V1p1ω0＝40p1ω0π(R3‑
r3)/3。
[0009]本专利技术具有如下有益效果：
[0010]1)本专利技术提供了一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法，充分考虑突出孔洞周围卸压煤体解吸瓦斯对突出的作用，实验方法简便、易操作。
[0011]2)本专利技术提出的计算方法简便、可在此基础上对现有煤与瓦斯突出致灾物理模拟实验设备改进，对于深入研究煤与瓦斯突出动力效应，提高对煤与瓦斯突出机理的认识具有积极意义。
具体实施方式
[0012]为充分体现本专利技术的特征与优点，下面将结合具体实施例予以详细叙述。
[0013]一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法，其特征是，第一步，根据突出腔体体积V0计算突出煤体的当量半径r；其中，突出腔体包括突出腔体主体和突出口，V0＝π(D2L)/4，D—突出腔体主体直径，mm；L—突出腔体主体长度，mm；
[0014]第二步，根据r获得除突出腔体外的卸压区煤体的当量半径R；其中，R＝1.8886r
0.935
；
[0015]第三步，根据突出煤体的当量半径r及卸压区煤体的当量半径R获得除突出腔体外的卸压区煤体的体积V1；其中，V1＝4π(R3‑
r3)/3；
[0016]第四步，在第三步的基础上结合煤层瓦斯压力p1及煤层孔隙率ω0获得卸压区参与突出做功的游离瓦斯体积V即为煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量；其中，V＝10V1p1ω0＝40p1ω0π(R3‑
r3)/3。
[0017]上述虽然对本专利技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤与瓦斯突出致灾模拟实验中所需补气量的确定方法，其特征是，包括以下步骤：第一步，根据突出腔体体积V0计算突出煤体的当量半径r；其中，突出腔体包括突出腔体主体和突出口，V0＝π(D2L)/4，D
‑
突出腔体主体直径，mm；L
‑
突出腔体主体长度，第二步，根据r获得除突出腔体外的卸压区煤体的当量半径R；其中，R＝1.8886r
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【专利技术属性】
技术研发人员：田成林，孙海涛，李日富，施振跃，戴林超，王波，曹偈，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：