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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤与瓦斯突出层裂演化特征及致灾机理探究
  • 61
  • 作者

    王磊邹鹏范浩张冰谢广祥刘化强晋康钟浩

  • 单位

    安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室山东大学岩土与结构工程研究中心

  • 摘要
    为探究煤与瓦斯突出层裂演化特征及其致灾机理,以典型煤与瓦斯突出事件为案例,利用自主研制的大型煤与瓦斯突出物理相似模拟试验系统开展了煤与瓦斯突出试验,分析了突出孔洞形态、层裂演化特征及断口截面参数变化规律,并基于断裂力学理论结合层裂发生发展机制探讨了突出致灾机理。结果表明:(1)煤与瓦斯突出终止后形成的突出孔洞近似呈“V”型,表现出前段口小腔大后段口大腔小的形态特征。(2)突出孔洞表面存有明显的层裂现象,突出口处层裂呈球壳状其余位置呈竖向分布。(3)突出孔洞断口截面的弧长和弦长随推进距离的增加分别呈指数型和线性增加,其中弦长在临近突出口时出现减小现象。(4)地应力和瓦斯压力耦合作用下,煤体内部裂隙端部扩展形成裂纹并沿最大主应力方向继续延伸,其受力状态由压剪应力变为拉剪应力再变为张拉应力,最终破碎煤体被抛出并在表面形成层裂,印证了煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力和煤体物理性质综合作用的结果。
  • 关键词

    煤与瓦斯突出物理模拟试验突出孔洞层裂特征突出机理

  • 文章目录
    1 试验系统及步骤
    1.1 试验系统
    1.2 突出原型及试验步骤
    2 突出孔洞形态特征及层裂演化分析
    2.1 突出孔洞形态变化特征
    2.2 突出煤体层裂演化特征
    2.3 突出孔洞断口截面参数变化规律
    3 煤与瓦斯突出致灾机理探讨
    3.1 远场待采耦合煤层裂隙力学状态分析
    3.2 气固耦合煤体失稳机制分析
    4 结 论
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