煤與瓦斯突出過程中層裂煤體的結(jié)構(gòu)演化及破壞規(guī)律.pdf

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1、Vo1．23，NO．9第23卷第9期中國礦業(yè)2014年9月CHINAMININGMAGAZINESep．2014煤與瓦斯突出過程中層裂煤體的結(jié)構(gòu)演化及破壞規(guī)律吳愛軍，蔣承林。，王法凱。(1．西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川綿陽621010；2．中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院，江蘇徐州221016；3．山東能源集團貴州礦業(yè)集團公司，貴州貴陽734200)摘要：通過對煤與瓦斯突出物理模擬實驗殘留煤樣的研究而發(fā)現(xiàn)，在突出過程中一般會依次產(chǎn)生三種結(jié)構(gòu)的層裂體：“)”型的凹面體、“I”型的平面體與“(”型凸面體。經(jīng)分析，層裂煤體的結(jié)構(gòu)演化是地應(yīng)力、瓦斯壓力、煤體的物理

2、力學(xué)性質(zhì)以及缸體壁面的約束等因素共同作用的結(jié)果。根據(jù)這三種層裂體的結(jié)構(gòu)形狀，分別建立了相應(yīng)的板殼力學(xué)模型，通過計算確立了它們破壞臨界值的大小關(guān)系：凹面體最大，平面體次之，凸面體最?。粨?jù)此結(jié)果進一步推論得出：隨著層裂煤體的演化，所需破壞而發(fā)生突出的動力隨之減小，突出將變得更加容易。關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出；孔洞；層裂狀煤體；結(jié)構(gòu)演化；失穩(wěn)中圖分類號：TD713．2文獻標識碼：A文章編號：1004—4051(2014)09—0107—05Theruleofcrack-likecoalbody’Sstructureevolutionanddestructiond

3、uringthecoalandgasoutburstWUAi—jun，JIANGCheng—lin，WANGFarkai。(1．SchoolofEnvironment＆Resource，SouthwestUniversityofScience&Technology，Mianyang621010，China；2．FacultyofSafetyEngineering，ChinaUniversityofMining&Technology，Xuzhou221116，China；3．GuizhouMiningGroupShandongEnergyGroup，Gu

4、iyang767888，China)Abstract：Bystudyingthecoalresiduesinthephysicalsimulationoncoalandgasoutburstandfound，therearethreekindsoflayercrackstructureusuallyappearedintheprocessofcoalandgasoutburstinturn：”)”typeconcavebody，”I”typeofplanebodyand”(”convexbody．Theinteractionfactorsofthest

5、ructureevolutionofcrack-likecoalbodywasgottenbyanalysis，suchasgroundstress，gaspressure，thephysicalandmechanicalpropertiesofcoalandtheconstraintofcylinderwal1．Accordingtothethreekindsofstructureofcrack-likecoalbody，thecorrespondingmodelformechanicsofplatesandshellswereestablished

6、respectively，andthesizerelationshipoftheirdamagecriticalvaluewasobtainedbycalculating：concavebodyisthemost，followedbyflat，convexisleast；ThefurtherdeductionstObedrawnbasedontheresults：theoutburstwillbecomeeasierasthedestructiveandproducesoutstandingpowerdecreaseswiththecrackcoale

7、volving．Keywords：coalandgasoutburst；hole；crack-likecoalbody；structureevolution；instability煤與瓦斯突出是指煤與瓦斯在一個較短的時間突出記錄，總結(jié)了許多寶貴的防治突出的經(jīng)驗和技內(nèi)突然連續(xù)地自煤壁拋向巷道空間所引起的劇烈的術(shù)L2；在理論和實驗研究方面也取得了豐碩的成動力現(xiàn)象Ⅲ。近年來，國內(nèi)外積累了成千上萬次的果。如中科院力學(xué)所的鄭哲敏院士、俞善炳教授等在模擬煤與瓦斯突出的激波管實驗中發(fā)現(xiàn)，按瓦斯初壓大小存在兩種破壞模式：低壓開裂和高壓突收稿日期：2013-11-20出

8、¨5]。周世寧院士、何學(xué)秋教授等在研究了三維受基金項目：西南科技大學(xué)博士研究基金項目資助(編號