發(fā)布時(shí)間：2019-09-29 04:38

【摘要】：煤與瓦斯突出是指煤和瓦斯混合物由于采掘活動(dòng)的影響而迅速突然地從煤(巖)壁內(nèi)部向采掘空間大量噴出的一種復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象。我國(guó)是世界上煤與瓦斯突出災(zāi)害發(fā)生最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。煤與瓦斯延期突出占其比例雖然比較小,但是由于其隱蔽性和滯后性,可能恰巧遇見(jiàn)工作面施工人員在進(jìn)行作業(yè),由于這種突出是突然發(fā)生的,因此會(huì)產(chǎn)生重大人員傷亡事故。煤與瓦斯延期突出與含瓦斯煤的流變特性及采掘工作面前方卸壓區(qū)的存在有重要關(guān)系。因此研究與流變性相關(guān)的含瓦斯煤流變本構(gòu)模型與破壞準(zhǔn)則,以及卸壓區(qū)對(duì)煤與瓦斯突出時(shí)效性的影響,對(duì)揭示煤與瓦斯延期突出機(jī)理及防治措施具有非常重要的意義。 本文先分別用伯格斯體、廣義開(kāi)爾文體、飽依丁-湯姆遜體對(duì)應(yīng)力水平低于屈服應(yīng)力的含瓦斯煤三軸蠕變實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合對(duì)比分析,得出用來(lái)描述含瓦斯煤巖粘彈性流變特性的最理想模型為伯格斯體。然后通過(guò)串聯(lián)一個(gè)非線性粘塑性體,建立了一個(gè)全新的含瓦斯煤非線性粘彈塑性流變模型,并對(duì)應(yīng)力水平高于屈服應(yīng)力的含瓦斯煤三軸蠕變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析,驗(yàn)證模型的正確性。最后根據(jù)得到的含瓦斯煤本構(gòu)模型推導(dǎo)了含瓦斯煤裸露面蠕變失穩(wěn)時(shí)間公式,有利于在穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)做好采掘面的防護(hù)工作,從而有效避免各類(lèi)瓦斯地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。 此外基于采掘工作面前方卸壓區(qū)對(duì)煤與瓦斯延期突出機(jī)理進(jìn)行探討和研究并提出防治措施。把地應(yīng)力和瓦斯壓力均看成時(shí)間的函數(shù),并假設(shè)地應(yīng)力及瓦斯壓力重分布在時(shí)間上是連續(xù)的,筆者通過(guò)建立一個(gè)隨地應(yīng)力和瓦斯壓力變化的函數(shù)M(t),然后通過(guò)煤與瓦斯突出判斷條件得出了基于卸壓區(qū)的煤與瓦斯延期突出時(shí)間。由于煤與瓦斯延期突出主要受煤巖蠕變及卸壓區(qū)的影響,故可以認(rèn)為延期突出的總時(shí)間為含瓦斯煤蠕變失穩(wěn)時(shí)間與基于卸壓區(qū)的失穩(wěn)時(shí)間之和。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TD713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2543690