煤与瓦斯突出过程中层裂煤体的结构演化及破坏规律.pdf

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1、Vo1．23，NO．9第23卷第9期中国矿业2014年9月CHINAMININGMAGAZINESep．2014煤与瓦斯突出过程中层裂煤体的结构演化及破坏规律吴爱军，蒋承林。，王法凯。(1．西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳621010；2．中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221016；3．山东能源集团贵州矿业集团公司，贵州贵阳734200)摘要：通过对煤与瓦斯突出物理模拟实验残留煤样的研究而发现，在突出过程中一般会依次产生三种结构的层裂体：“)”型的凹面体、“I”型的平面体与“(”型凸面体。经分析，层裂煤体的结构演化是地应力、瓦斯压力、煤体的物理

2、力学性质以及缸体壁面的约束等因素共同作用的结果。根据这三种层裂体的结构形状，分别建立了相应的板壳力学模型，通过计算确立了它们破坏临界值的大小关系：凹面体最大，平面体次之，凸面体最小；据此结果进一步推论得出：随着层裂煤体的演化，所需破坏而发生突出的动力随之减小，突出将变得更加容易。关键词：煤与瓦斯突出；孔洞；层裂状煤体；结构演化；失稳中图分类号：TD713．2文献标识码：A文章编号：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煤与瓦斯突出是指煤与瓦斯在一个较短的时间突出记录，总结了许多宝贵的防治突出的经验和技内突然连续地自煤壁抛向巷道空间所引起的剧烈的术L2；在理论和实验研究方面也取得了丰硕的成动力现象Ⅲ。近年来，国内外积累了成千上万次的果。如中科院力学所的郑哲敏院士、俞善炳教授等在模拟煤与瓦斯突出的激波管实验中发现，按瓦斯初压大小存在两种破坏模式：低压开裂和高压突收稿日期：2013-11-20出

8、¨5]。周世宁院士、何学秋教授等在研究了三维受基金项目：西南科技大学博士研究基金项目资助(编号