煤岩损伤特性及冲击地压的研究

《煤岩损伤特性及冲击地压的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、重庆大学硕士学位论文煤岩损伤特性及冲击地压的研究姓名：胡大江申请学位级别：硕士专业：安全技术及工程指导教师：尹光志2002.10.1中文摘要摘要本文采用无损伤cT检测实时实验对单轴压缩荷载作用下煤岩破坏全过程损伤扩展特性进行了实验研究，并对其分叉和混沌特性进行了研究；根据煤岩无损伤微观实时实验结果和损伤变量的定义，提出了单轴压缩荷载作用下煤岩损伤演化方程和损伤本构模型。在分析目前国内外提出的冲击倾向性指标基础上，选择了弹性能指标W。弹性变形能指标耐、冲击能指标w。和刚度比指标l(cl等四项指标，并提出了修正的冲击能指标％。，对煤岩冲击倾向性进行了定量的研究

2、。采用三维有限元方法，运用3D—o程序软件对工作面地应力场进行了数值模拟和分析计算。最后根据白皎煤矿的实际情况，通过建立相应的地质力学模型，采用现代非线性科学的实变理论对冲击地压的发生过程进行了突变分析，得出了系统发生冲击地压时受力的临界值及顶底板变形量和能量释放的表达式。．／，、／、-，7、J，∥关键词：岩石损伤，cT实时实验，分叉与混沌，突变，冲击倾甬性，冲击地压英文摘要ABSTRACTThispaperisbasedontheCTreal—timetestingofcoalmicroscopicdamagepropagation，theconstit

3、utivemodelandevolvementfunctionunderuniaxialcompressionwascarriedout．Thecharacteristicsofbifurcationandchaosinthetestingwereobtained．AccordingtotheresultsoftheCTreal-timetestingofcoalandthedefiningofdamagevariable，theconstitutivemodelandevolvementfunctionofcoalunderuniaxialcompres

4、sionwereputforward．Onthebasisofanalysisofcurrentoutburst—pronenessindexes，fourindexes，whichiselasticenergyindexwET，elasticdeformationindexKj，outburstenergyindexWcFandrigidityrationindexKCF，arechosen，andmodifiedoutburstenergyindex％Fisputforwardtoanalyzequantitativelyoutburst—pronen

5、essofcoalandrock．BymeansofthethreedimensionsFEM，theprevalentprogramsoftware3D—可isusedtoanalyzeandaccountthestressin—situoftheworkingface．AccordingtothepracticeinstancesinBaijiaocoalmine，theprocessofrockburstisstudiedwithcatastrophetheorythroughtheestablishmentofgeologymodelandmech

6、anicsmodelofrockburstinBaijiaocoalmine．Thestressthresholdswhenrockbursttookplace，thedistortionvalueandtheexpressionofenergyinrockburstwereachieved．Keywords：rockdamage，CTreal-timetesting，bifurcationandchaoscatastrophe，outburst—proneness，rockburstIll前言冲击地压是发生在矿井采掘过程中的一种动力现象，由于其突发性给生

7、产带来了巨大的威胁，随着开采深度的增加和采掘规模的不断扩大，矿山冲击地压问题将更加严重。对于这一问题，国内外学者虽已进行了多年的研究，由于问题的复杂性，至今还不能说已经得到了真正的解决。本文在对白皎煤矿煤岩冲击地压分析的基础上，进行了煤岩无损伤CT检测实时实验，根据现代非线性理论中的混沌理论、突变理论以及煤岩冲击倾向性理论对冲击地压的发生和演化机理等进行了研究，并在此基础上用3D一0程序对白皎煤矿20112工作面的地应力场进行了数值模拟和分析。全文共六章，第一章绪论：第六章结论与建议；第二章研究了煤岩无损伤cT检测实时实验，完成了单轴压缩煤岩损伤破坏全过程

8、的探讨，分析了实验中的混沌特性，对比了煤岩损伤扩展宏微观实验结果，