高地应力条件煤与瓦斯突出模拟试验研究

深部煤与瓦斯突出发生机理必然与浅部存在显著差异，将辽宁某矿12煤层型煤作为研究对象，采用自主研发的可同时施加轴压、围压、孔隙压的煤与瓦斯突出全过程模拟装置，以轴压模拟上覆岩层应力作用，围压模拟围岩应力作用，孔隙压模拟气体压力，进行了埋深分别为1 100、1 300、1 500、1 700、1 900、2 100、2 300和2 500 m的高地应力条件煤与瓦斯突出模拟试验并验证了其可靠性，定义单位气体压力突出煤粉质量为相对突出强度，得到相对突出强度、临界气体压力与埋深关系规律。结果发现：(1)深部煤与瓦斯突出特征与浅部存在明显差异，突出煤粉分布呈喇叭形，主要集中在15～25 m内，突出煤粉质量占比达52%～63%;(2)深部煤与瓦斯突出相对突出强度和临界气体压力变化趋势具有2阶段特征，存在分界深度为1 700 m,埋深1 100～1 700 m为剧烈变化阶段，埋深1 700～2 500 m为缓慢变化阶段；(3)深部煤与瓦斯突出瞬时气体压力具有“台阶效应”,台阶效应持续时间随埋深增大而减小，在埋深2 500 m时台阶效应消失，说明此时煤与瓦斯突出具有更大的突出危险性。