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煤与瓦斯突出关键结构体致灾机制

发布时间:2018-05-13 19:10

  本文选题:采矿工程 + 煤与瓦斯突出 ; 参考:《岩石力学与工程学报》2017年02期


【摘要】:为了进一步完善煤与瓦斯突出机制,通过对已有研究成果和煤与瓦斯突出地质结构环境的总结分析,将煤与瓦斯突出机制研究与工程结构相结合,提出煤与瓦斯突出的关键结构体模型,并对煤与瓦斯突出过程进行剖析,通过理论分析建立煤与瓦斯突出启动的力学判据Cm和能量判据Ce,形成煤与瓦斯突出关键结构体致灾理论。研究结果表明:地质构造运动形成构造煤体,营造利于突出发生的高应力环境,提供利于瓦斯保存和突出启动的地质结构环境;突出煤体具备高能瓦斯和构造煤的介质属性,是煤与瓦斯突出的基本条件,也是突出过程中能量的主要来源,关键结构体是煤与瓦斯突出得以成功启动的必要条件;依据关键结构体模型,煤与瓦斯突出分为准静载作用下的延迟突出(D-QSL)和动载作用下的瞬时突出(I-DL)2种类型;煤与瓦斯突出过程经历准备、启动、发展和终止4个阶段,突出准备阶段始于地质构造运动对煤体的改造,突出激发表现为结构2的突变失稳,隶属于突出准备阶段,突出能否成功启动决定于结构1的力 能条件;利用关键结构体模型和突出启动的力 能判据能够揭示典型煤与瓦斯突出事故的启动机制,可为煤与瓦斯突出预测与防治提供指导。
[Abstract]:In order to further improve the mechanism of coal and gas outburst, through summarizing and analyzing the existing research results and geological structure environment of coal and gas outburst, this paper combines the mechanism research of coal and gas outburst with the engineering structure. The key structure model of coal and gas outburst is put forward, and the process of coal and gas outburst is analyzed. Based on the theoretical analysis, the mechanical criteria C _ m and energy criterion ce for starting coal and gas outburst are established to form the disaster theory of the key structure of coal and gas outburst. The results show that the geological tectonic movement forms the tectonic coal body, creates the high stress environment conducive to outburst, and provides the geological structure environment conducive to gas preservation and outburst start-up, and the outburst coal body possesses the medium properties of high energy gas and tectonic coal. It is the basic condition of coal and gas outburst and the main source of energy in the process of outburst. The key structure is the necessary condition for the successful start of coal and gas outburst. Coal and gas outburst can be divided into two types: delayed outburst under quasi-static load (D-QSL) and instantaneous outburst (I-DLL) under dynamic load, and the coal and gas outburst process goes through four stages: preparation, start-up, development and termination. The outburst preparation stage begins with the transformation of coal body by geological tectonic movement, and the outburst excitation is shown as the sudden instability of structure 2, which belongs to the outburst preparation stage, and whether the outburst can start successfully depends on the force and energy condition of structure 1. By using the key structure model and the force energy criterion of outburst start, the starting mechanism of typical coal and gas outburst accident can be revealed, and the guidance can be provided for the prediction and prevention of coal and gas outburst.
【作者单位】: 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院;煤炭科学技术研究院有限公司安全分院;煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51504137) 国家重点研究发展计划项目(2016YFC0801402,2016YFC0600708)~~
【分类号】:TD713

【参考文献】

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【共引文献】

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