本文選題：采礦工程　切入點：煤與瓦斯突出　出處：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》2017年02期

【摘要】：煤與瓦斯突出過程是地下煤礦開采中的一個很復(fù)雜的動力災(zāi)害問題。在綜合收集整理國內(nèi)外煤與瓦斯突出模擬研究基礎(chǔ)上,以顆粒法為基礎(chǔ),建立數(shù)值模型和模擬過程,對煤與瓦斯突出過程中相關(guān)的微裂紋和位移演化、應(yīng)力和速度場演化、瓦斯壓力和顆粒分層剛度比等細觀機制進行模擬和研究。研究結(jié)果表明:采用顆粒法模擬所得出的煤與瓦斯突出過程是一個相對很快的動力過程,發(fā)生的時間極短,煤巖體損傷主要以拉裂紋為主,剪切裂紋主要集中在瓦斯突出前端,而拉裂紋則深入到煤巖體中的更深部位;同時研究認為瓦斯壓力對煤巖體損傷有很大影響,當(dāng)瓦斯壓力相對較小時,剪切裂紋主要在分布侵入體前端,而拉裂紋則沿著侵入煤巖體貫入一定的深度。當(dāng)瓦斯壓力相對較大時,剪切裂紋與拉裂紋貫入深度基本一致,且在煤巖體的損傷中,剪切裂紋比例隨之增大;最后對模型中的分層剛度比與裂紋分布形態(tài)和應(yīng)力分布進行了研究,當(dāng)分層剛度比不相同時,其裂紋傳播速度和形態(tài)都不相同。這些研究對于認識瓦斯突出機制和瓦斯突出防治提供了理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:The process of coal and gas outburst is a very complicated dynamic disaster in underground coal mining.On the basis of comprehensive collection and collation of domestic and foreign simulation research on coal and gas outburst, based on particle method, the numerical model and simulation process are established. The evolution of microcracks and displacement, stress and velocity field in coal and gas outburst process are studied.Gas pressure and particle stratification stiffness ratio were simulated and studied.The results show that the coal and gas outburst process simulated by particle method is a relatively fast dynamic process, and the time of occurrence is very short. The main damage of coal and rock mass is tensile crack, and the shear crack is mainly concentrated in the front end of gas outburst.At the same time, the gas pressure has a great influence on the damage of coal and rock mass. When the gas pressure is relatively small, the shear crack is mainly in the front of the distributed intrusive body.However, the tensile crack penetrates into a certain depth along the intrusive coal and rock mass.When the gas pressure is relatively large, the penetration depth of shear crack and tensile crack is basically the same, and the ratio of shear crack increases in the damage of coal and rock mass.Finally, the delamination stiffness ratio, crack distribution and stress distribution in the model are studied. When the delamination stiffness ratio is different, the propagation speed and shape of the crack are different.These studies provide a theoretical basis for understanding the mechanism of gas outburst and prevention of gas outburst.
【作者單位】： 中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院;湘潭大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院;湘潭大學(xué)巖土力學(xué)與工程安全湖南省重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51641905) 湘潭大學(xué)巖土力學(xué)與工程安全湖南省重點實驗室開放基金項目(16GES07)~~
【分類號】：TD713

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本文編號：1707309