煤與瓦斯延期突出機(jī)理研究.pdf

1、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。我國是世界上煤與瓦斯突出災(zāi)害發(fā)生最為嚴(yán)重的國家之一。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

2、與破壞準(zhǔn)則，以及卸壓區(qū)對煤與瓦斯突出時(shí)效性的影響，對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、廣義開爾文體、飽依丁-湯姆遜體對應(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)行擬合對比分析，得出用來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

3、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)，然后通過煤與瓦斯突出判斷條件得出了基于卸