多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统研制与应用

基于模块化思路，自主研制了多功能煤与瓦斯突出模拟试验系统，由试件腔体和五大模块(加载模块、渗流模块、诱突模块、巷道模块和采集模块)组成，试件腔体尺寸φ200 mm×700 mm、密封气压10.0 MPa、轴向应力20.0 MPa，巷道内径200 mm、长10 m、透光率94%，突出口径25,50,100 mm可选，集型煤一次性成型、渗透性测试和突出两相流可视化等多功能于一体。以煤与瓦斯突出灾害较为严重的河南龙山煤矿为工程背景，开展突出模拟试验，结果表明：(1)测试得到型煤试件渗透率为9.88×10^-3μm~2，诱突过程达到毫秒级，突出启动后，高压气体裹挟煤粉持续抛向巷道，形成煤‐瓦斯两相流，突出煤粉9 540.0 g，相对突出强度47.7%;(2)突出过程中，巷道空气受压缩产生多道以正相压和负相压交替向前传播的冲击波，冲击波超压峰值在巷道中部5.5 m处达到最大，为15.41 k Pa，同时产生向后运动的稀疏波，导致试件腔体内煤层气压上升21%;(3)突出煤粉流受突出阵发性和突出煤粉解吸气体影响，出现多次再加速过程，在第二次加速后达到速度峰值42.6 m/s，冲击...