炭鉱におけるガス突出に関する基礎的研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62460181
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 千城 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (60002838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 義明 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (70192309) ; 吉田 豊 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20002933) ; 後藤 龍彦 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (50125374)
• Keywords: ガス突出 / 石炭供試体 / ボーリング / 地圧 / 間隙ガス圧 / 粒度分布 / 透過率

Research Abstract

本研究はガス突出機構を明確にするための基礎的研究として次の3点に着目し実験を行った。1つは石炭の突出型破壊試験、他は炭層ボーリングの穿孔挙動ならびに石炭に対する地圧とガス圧の相互作用についてである。これらの実験結果を以下に示す。
(1)塊状石炭サンプルを用い引立直前に高地圧帯が存在し、それにより石炭が破壊するプロセスを室内試験でモニタした。その結果から得られた破壊挙動は突出、逐次、流動型の3種に分類され、これらは地圧の大きさのみならず石炭の力学的性質に大きく依存したことがわかった。また破壊により多くの場合引立奥部に空洞が確認され、しかも坑道への流出炭と坑内で実際に発生した、ガス突出時の粉炭との粒度分布の間には良い一致が得られた。(2)石炭供試体に外力を負荷した状態で穿孔試験を実施した。その結果、本実験条件下ではあるが、原位置炭層ボーリング時に観察された4つのパターンをほぼ得ることが出来、穿孔に伴う繰粉量の増加やジャミングの発生は石炭の破壊に起因することがわかった。それゆえテストボーリングの有効性を確認することが出来た。さらに室内試験と原位置ボーリングの対応関係から、穿孔時の繰粉重量変化やジャミング発生位置を正確にモニタするとことにより、炭層内部の破壊状況をある程度把握することが可能である。(3)芦別および赤平炭を対象に地圧性とガス圧の相互作用の関連を明らかにするため、チッソガスを用い透過性および間隙ガス圧試験を実施した。その結果、石炭の透過性は静水圧の大きさに影響され、供試体に作用する静水圧が大きくなるほど透過性が悪くなることがわかった。またガス透過過程においてもAEの発生がモニタされた。有効封圧が同じ場合、変形や破壊挙動もほぼ同じ傾向を有することがわかった。

Research Products

• [Publications] 後藤龍彦,佐藤千城,吉田豊,藤井義明: 日本鉱業会誌. 104. 17-22 (1988)
• [Publications] 後藤龍彦,佐藤千城,藤井義明: 資源・素材関係学協会合同秋季大会. P-8. 29-32 (1987)
• [Publications] 後藤龍彦,佐藤千城,藤井義明: 日本鉱業会誌.
• [Publications] 後藤龍彦,藤井義明,佐藤千城: 資源・素材学会平成元年度春季大会. (1989)