采用理论分析、数值分析和现场实验相结合的方法研究了低透气性突出煤层湿润与抽采耦合防突作用。研究表明,煤体注水湿润后,随着水分含量的增加,煤的应力-应变曲线的峰值强度降低,峰值强度附近的曲线变得较为平缓,煤体的应变量增大,湿润煤样的弹模将减小4 ~ 5倍,当水份增加2% ~ 3%,煤样强度降低1.5 ~ 3倍;同时,煤湿润后,其坚固性系数有所增加,瓦斯放散初速度大大降低,可减少90%,阻止吸附瓦斯向游离瓦斯转变,使煤的突出危险性降低;构建了低透气性突出危险煤层预抽与湿润耦合模型,模拟了在抽采条件相同时,水压为5MPa 、10MPa 和20MPa 时高压水射流破煤湿润过程,分析了低透气性突出危险煤层预抽与湿润耦合作用对煤与瓦斯突出的影响。现场试验表明,注水湿润并进行煤层抽采后,煤体的瓦斯含量、瓦斯压力梯度以及瓦斯解吸速度降低,减弱了瓦斯破坏煤体和煤体破碎时瓦斯的搬运能力,提高了煤的塑性,改变煤层瓦斯动力活性,使的湿润区域煤层支承压力分布均匀,降低煤体弹性潜能和煤层的突出危险性。研究成果为低透气性突出危险煤层安全高效开采实施有效防突技术提供理论基础。
英文主题词low permeability and outburst seam; pre-pumping and moistening; mechanism of preventing coal and gas outburst; coupling effect