煤炭開采進(jìn)入深部階段,采深不斷加大,地應(yīng)力、瓦斯壓力和瓦斯含量不斷增高,采場結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,應(yīng)力與瓦斯耦合動力災(zāi)害日趨嚴(yán)重及復(fù)雜,沖擊地壓或強(qiáng)礦震引起煤層或采空區(qū)瓦斯異常涌出和動載荷誘導(dǎo)煤與瓦斯突出等復(fù)合型動力災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。目前研究主要集中在煤巖沖擊破壞方面,而動載荷下含瓦斯煤動力學(xué)行為及瓦斯放散特征缺乏研究。本文采用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值建模等手段,研究動載荷（震動載荷:未破壞;沖擊載荷:破壞）作用下含瓦斯煤動力學(xué)行為及瓦斯放散特征,建立含瓦斯煤沖擊動力學(xué)本構(gòu)方程和動載荷下瓦斯運(yùn)移方程,提出含瓦斯煤沖擊破壞多場耦合模型,揭示含瓦斯煤沖擊破壞過程中應(yīng)力場、損傷場和瓦斯場耦合演化機(jī)制。主要結(jié)論如下:建立了含瓦斯煤霍普金森壓桿（SHPB）試驗(yàn)系統(tǒng),在SHPB上實(shí)現(xiàn)了含瓦斯煤沖擊破壞動力學(xué)實(shí)驗(yàn),測試分析了含瓦斯煤動力學(xué)行為與軸向靜載、圍壓、瓦斯壓力和震動載荷/沖擊載荷的關(guān)系。結(jié)果表明:圍壓和動載荷均有助于提高含瓦斯煤體的動態(tài)抗壓強(qiáng)度和抵抗變形的能力;瓦斯的吸附膨脹作用、擴(kuò)容效應(yīng)及蝕損效應(yīng)將劣化煤體,削弱煤體抵抗外載荷的能力;震動載荷作用下,軸向靜載表現(xiàn)為提高含瓦斯煤體的抗壓強(qiáng)度和抵抗變... 

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 存在問題及不足
    1.4 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
2 震動載荷作用下含瓦斯煤動力學(xué)實(shí)驗(yàn)特性研究
    2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)與原理
    2.2 試驗(yàn)方案及試樣特征
    2.3 含瓦斯煤震動力學(xué)實(shí)驗(yàn)特性
    2.4 討論
    2.5 本章小結(jié)
3 沖擊載荷下含瓦斯煤動力學(xué)實(shí)驗(yàn)特性研究
    3.1 測試方案及試樣
    3.2 含瓦斯煤沖擊破壞動力學(xué)特征
    3.3 含瓦斯煤沖擊破壞形態(tài)
    3.4 動載荷下含瓦斯煤動力學(xué)本構(gòu)模型
    3.5 本章小結(jié)
4 含瓦斯煤震動及沖擊破壞過程中瓦斯放散特征實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 震動載荷下含瓦斯煤瓦斯放散特征
    4.2 沖擊載荷下含瓦斯煤瓦斯放散特征
    4.3 沖擊瞬間含瓦斯煤瓦斯瞬時(shí)放散規(guī)律
    4.4 動載荷作用下瓦斯運(yùn)移模型
    4.5 本章小結(jié)
5 含瓦斯煤沖擊破壞多場耦合模型及數(shù)值驗(yàn)證
    5.1 含瓦斯煤沖擊破壞多場耦合模型建立
    5.2 含瓦斯煤沖擊破壞數(shù)值模擬驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
6 動載荷下含瓦斯煤破壞多場耦合模型應(yīng)用研究
    6.1 礦井及事故地點(diǎn)概況
    6.2 煤與瓦斯突出破壞現(xiàn)場案例分析
    6.3 基于含瓦斯煤沖擊破壞多場耦合模型的數(shù)值分析
    6.4 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)、創(chuàng)新點(diǎn)及展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Energy dissipation rate: An indicator of coal deformation and failure under static and dynamic compressive loads[J]. Feng Junjun,Wang Enyuan,Chen Xia,Ding Houcheng.  International Journal of Mining Science and Technology. 2018(03)
[2]含瓦斯型煤破壞臨界慢化前兆特征研究[J]. 孔祥國,王恩元,胡少斌,劉曉斐,許昭勇,湛唐啟.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]沖擊破壞條件下煤的強(qiáng)度型統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型與分析[J]. 王登科,劉淑敏,魏建平,王洪磊,彭明.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(12)
[4]定壓條件下的煤粒瓦斯放散規(guī)律研究[J]. 郝永江,龐杰文.  煤炭技術(shù). 2016(11)
[5]不同煤體結(jié)構(gòu)煤的瓦斯放散特征及其影響機(jī)理[J]. 張小東,李朋朋,張碩.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(09)
[6]煤樣瓦斯放散性能多因素敏感性試驗(yàn)研究[J]. 林海飛,丁智超,李樹剛,蔚文斌,嚴(yán)敏.  安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]三維動靜組合加載下巖石的破壞形態(tài)及力學(xué)性能研究[J]. 牛勇,李克鋼,李祥龍.  昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[8]厚煤層工作面煤壁瓦斯放散規(guī)律模擬研究[J]. 郭繼圣.  煤礦安全. 2016(06)
[9]一維應(yīng)力預(yù)加載下紅砂巖沖擊力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 牛勇,李克鋼,劉德克,李祥龍.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2016(03)
[10]靜水壓力對原煤瓦斯解吸影響的試驗(yàn)研究[J]. 劉超,黃滾,宋真龍,李銘輝,趙宏剛,張馳,邊光.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(09)

博士論文
[1]應(yīng)力波產(chǎn)生機(jī)制及對沖擊地壓影響研究[D]. 馮俊軍.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于等效基質(zhì)尺度的煤體力學(xué)失穩(wěn)及滲透性演化機(jī)制與應(yīng)用[D]. 盧守青.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[3]動力擾動下深部高應(yīng)力煤體沖擊失穩(wěn)機(jī)理及防治技術(shù)研究[D]. 楊英明.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[4]沖擊載荷下松軟煤力學(xué)特性及對煤與瓦斯突出的影響[D]. 張文清.安徽理工大學(xué) 2015
[5]多重應(yīng)力路徑下雙重孔隙煤體損傷擴(kuò)容及滲透性演化機(jī)制與應(yīng)用[D]. 劉清泉.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[6]采動影響下煤巖力學(xué)特性及瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究[D]. 李文璞.重慶大學(xué) 2014
[7]煤與瓦斯突出層裂發(fā)展機(jī)制研究[D]. 郭品坤.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[8]含瓦斯煤變形破壞特征及滲透行為研究[D]. 劉星光.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[9]煤沖擊破壞動力學(xué)特性及磁場變化特征實(shí)驗(yàn)研究[D]. 解北京.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[10]含瓦斯煤體氣固耦合滲流機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 魏明堯.中國礦業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]考慮吸附解吸的受載含瓦斯煤滲流規(guī)律與氣固動態(tài)耦合模型研究[D]. 秦恒潔.河南理工大學(xué) 2014
[2]循環(huán)載荷作用下含瓦斯煤變形與滲流特性的試驗(yàn)研究[D]. 周婷.重慶大學(xué) 2012
[3]循環(huán)沖擊載荷下巖石力學(xué)特性與損傷模型的試驗(yàn)研究[D]. 朱晶晶.中南大學(xué) 2012
[4]煤在沖擊載荷下的動態(tài)力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D]. 劉文震.安徽理工大學(xué) 2011
[5]突出煤表觀密度測定技術(shù)研究[D]. 李磊.中國礦業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3732520