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瓦斯抽采过程中孔壁的动态响应分析

发布时间:2018-06-15 03:23

  本文选题:瓦斯抽采 + 动态响应 ; 参考:《岩土力学》2015年01期


【摘要】:将含瓦斯煤岩体简化为气饱和的各向同性均质体,基于混合物理论建立了含瓦斯煤岩体的物理方程、几何方程、连续方程和动力控制方程。瓦斯抽采孔的长度远大于直径,将瓦斯抽采过程中抽采负压引起的孔壁的动态响应问题简化为二维平面应变问题,借助Laplace变换和Laplace逆变换分别建立了相关问题的频域和时域解答。以河南省某煤矿的煤岩体瓦斯参数为例,对孔边的动态响应进行了数值计算,分析了无量纲径向位移、径向应力和环向应力等的变化规律,结果表明:径向位移和径向应力等动态响应主要集中在孔边的一定区域内,且该区域随着抽采时间的增大而扩大;孔壁产生波动较大的环向应力,且该环向应力随着抽采负压的增大而增大。
[Abstract]:The gas-bearing coal and rock mass is simplified as a gas-saturated isotropic homogeneous body. Based on the mixture theory, the physical equations, geometric equations, continuous equations and dynamic control equations of gas-bearing coal and rock mass are established. The length of the gas drainage hole is much longer than the diameter. The dynamic response of the hole wall caused by the negative pressure during the gas extraction process is simplified as a two-dimensional plane strain problem. By means of Laplace transform and inverse Laplace transform, the frequency domain and time domain solutions of the related problems are established respectively. Taking the gas parameters of coal and rock mass in a coal mine in Henan Province as an example, the dynamic response of the hole edge is numerically calculated, and the variation rules of dimensionless radial displacement, radial stress and circumferential stress are analyzed. The results show that the dynamic responses, such as radial displacement and radial stress, are mainly concentrated in a certain area of the hole edge, and the region expands with the increase of extraction time, and the wall of the hole produces fluctuating circumferential stress. The circumferential stress increases with the increase of negative pressure.
【作者单位】: 郑州大学水利与环境学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;浙江省地震局;
【基金】:中国博士后科学基金资助项目(No.2012M521509)
【分类号】:TD712.6

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本文编号:2020387

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