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冲击载荷下松软煤力学特性及对煤与瓦斯突出的影响
冲击载荷下松软煤力学特性及对煤与瓦斯突出的影响
摘要：松软煤层是煤矿开采中常见的地质条件之一，而煤与瓦斯突出则是一种较为严重的矿井灾害。本文通过对冲击载荷下松软煤的力学特性进行研究，探讨了其对煤与瓦斯突出的影响，为煤矿安全开采提供了理论基础和技术支撑。
1.引言
煤与瓦斯突出是一种煤层动力灾害，对矿井的安全生产造成了严重的威胁。松软煤层在冲击载荷作用下其力学特性表现出较为特殊的行为。因此，研究冲击载荷下松软煤的力学特性并揭示其对煤与瓦斯突出的影响具有重要的理论和实际意义。
2.冲击载荷下松软煤的力学特性
冲击载荷作用下，松软煤的力学特性表现出以下几个方面的变化。
2.1煤的变形特性
冲击载荷导致煤的变形特性发生显著变化，包括变形速率的加快和变形量的增大。煤的弹性模量随冲击载荷的增加而降低，并出现了塑性变形。
2.2煤的破裂特性
冲击载荷下，松软煤的破裂特性也发生了变化。煤体的破裂面积增大，破坏模式由原本的裂纹扩展演化为破碎扩展。
2.3煤与瓦斯突出的潜在性增加
冲击载荷导致松软煤的物理性质发生变化，使其产生较大的应力集中现象，从而增加了煤与瓦斯突出的潜在性。此外，冲击载荷也会引起煤体内部的微裂纹扩展，使瓦斯通过裂隙进行迅速释放。
3.冲击载荷对煤与瓦斯突出的影响机理
冲击载荷对煤与瓦斯突出的影响主要通过以下机理进行。
3.1煤与瓦斯突出的机理
冲击载荷导致松软煤的物理性质发生变化，使其失去支撑力，从而导致煤与瓦斯的突出。冲击载荷同时也会引起煤体内部的微裂纹扩展，从而使瓦斯通过裂隙释放。
3.2应力分布变化的机理
冲击载荷会引起煤体内部应力分布的变化。应力集中现象的增加使煤与瓦斯的突出潜在性增加。
3.3孔隙压力变化的机理
冲击载荷会导致松软煤的孔隙压力发生变化。孔隙压力的变化直接影响了瓦斯渗透和抽采。
4.冲击载荷下的瓦斯突出防治措施
针对冲击载荷下松软煤对煤与瓦斯突出的影响，必须采取相应的防治措施。
4.1瓦斯抽放技术
通过合理设置瓦斯抽放孔，及时减少瓦斯的积聚，降低瓦斯突出的风险。
4.2预防性瓦斯抽采技术
通过在采煤过程中实施预防性瓦斯抽采，及时降低冲击载荷产生的煤与瓦斯突出的风险。
4.3加固支护技术
采用适当的支护措施，提高煤层的稳定性，减少煤与瓦斯突出的发生。
5.结论
冲击载荷下松软煤的力学特性对煤与瓦斯突出具有重要的影响。研究冲击载荷下松软煤的力学特性及其对煤与瓦斯突出的影响，为煤矿安全开采提供了理论基础和技术支撑。针对冲击载荷产生的煤与瓦斯突出的风险，必须采取相应的防治措施，包括瓦斯抽放技术、预防性瓦斯抽采技术和加固支护技术等。