增透抽采瓦斯煤巖體裂隙演化及蠕變失穩(wěn)機(jī)理研究.pdf

1、本文以實(shí)施增透措施后瓦斯抽采孔周圍的煤巖體為研究對象，由于煤層內(nèi)裂隙的產(chǎn)生和發(fā)展受煤巖體流變力學(xué)特性影響，將低透氣性煤層內(nèi)裂隙的孕育、發(fā)展以及閉合與煤巖體蠕變力學(xué)特性聯(lián)系起來進(jìn)行深入研究，對揭示高瓦斯礦井低透氣性煤層增透抽采施工中煤巖體裂隙演化及其蠕變失穩(wěn)機(jī)理具有重要的理論及工程意義。論文基于斷裂與損傷力學(xué)、流變力學(xué)和突變理論，建立了煤巖體裂隙演化和蠕變失穩(wěn)力學(xué)模型，采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)以及工業(yè)性試驗(yàn)方法，研究了在不同應(yīng)力狀態(tài)下煤巖

2、體裂隙演化和蠕變失穩(wěn)的力學(xué)特性，給出了煤巖體裂隙起裂的準(zhǔn)則和蠕變失穩(wěn)的應(yīng)力強(qiáng)度因子判據(jù)。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）根據(jù)煤巖體材料本身的復(fù)雜力學(xué)特性，建立了時變參數(shù)非線性流變模型，利用具有時效性參數(shù)的模型完整反映了煤巖的粘彈塑性力學(xué)特性，給出煤巖體蠕變失穩(wěn)的判據(jù)。運(yùn)用Betti定理和煤巖體裂隙研究理論應(yīng)變能守恒定律，給出煤巖體裂隙在壓剪、拉剪應(yīng)力狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系，據(jù)此分析了裂隙起裂的準(zhǔn)則，通過嚴(yán)格的公式推導(dǎo)得出了煤巖體裂隙

3、演化的方程。
　　（2）通過試驗(yàn)測得煤巖體單軸壓縮強(qiáng)度，與其蠕變應(yīng)力閾值比較，反映了煤巖體蠕變特性。蠕變試驗(yàn)借助于聲發(fā)射技術(shù)，煤樣的聲發(fā)射特征較好地反映了其蠕變過程中損傷演化過程，利用聲發(fā)射信息較能真實(shí)地對煤巖體的蠕變變形規(guī)律進(jìn)行預(yù)測研究，對監(jiān)測煤巖變形及煤柱長期穩(wěn)定性具有重要意義，
　?。?）利用自主研發(fā)的高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測壓裂全過程，根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測到的微破裂時空分布規(guī)律，解釋裂縫井周圍產(chǎn)生的壓裂裂縫的空間展布，探究