[发明专利]一种煤与瓦斯突出的预报方法

权利要求书

1.一种煤与瓦斯突出的预报方法，具体步骤如下：

1)根据待测区域建立几何模型；

2)给定待测区域的材料参数，初值和边界条件；

3)根据固体变形方程和粘性气体流动方程建立理论模型；

4)将材料参数，初值和边界条件代入理论模型中计算出待测区域 中煤与瓦斯突出点；

5)对步骤4)计算出的煤与瓦斯突出点标记后生成云图；

6)根据云图中待测区域煤与瓦斯突出点标记的多少判断该区域是 否发生煤与瓦斯突出。

2.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，所述几 何模型是指待测区域的形状及尺寸大小。

3.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，所述材 料参数指煤体弹性模量均值、煤体弹性模量最小值、岩石弹性模量均 值、岩石弹性模量最小值、抗拉强度均值、抗拉强度最小值、抗剪强 度均值、抗剪强度最小值、弹性模量和强度的不均匀系数、煤体泊松 比、岩体泊松比、渗透系数和瓦斯密度。

4.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，所述初 值条件为瓦斯的初始压力，所述边界条件和所述几何模型相关。

5.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，步骤4) 中待测区域煤与瓦斯突出点利用有限元方法编制数值计算程序进行 计算。

6.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，步骤4) 中计算待测区域煤与瓦斯突出点的具体步骤为：根据所述理论模型，输 入材料参数、初值和边界条件计算有效应力，之后根据破坏准则来判 断煤岩体是否破坏；煤岩体达到破坏条件后，渗透率增大，弹性模量 减小，这使瓦斯压力明显下降，煤岩体的破坏区域继续扩展，直到 瓦斯压力梯度不足以使煤岩体破坏为止，根据公式式中， 为瓦斯压力梯度，Δx为计算时划分网格的特征尺度，σ_t为煤岩体 的抗拉强度，χ为经验系数，判断煤体破坏区是否发生粉化，如果 发生粉化则该区域发生煤与瓦斯突出。

7.如权利要求6所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，所述煤 岩体的破坏准则包括剪切破坏准则和拉伸破坏准则。

8.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出的预报方法，其特征在于，所述步 骤5)中生成的云图为待测区域几何模型中一截面的云图。