深井瓦斯煤层动力灾害机理研究及工程应用

发布时间：2019-07-11 19:53

【摘要】：本文针对深井开采高地应力、采动敏感性强和低透气性等条件下的煤层,以采动工作面煤体为研究对象,通过现场实测、实验室试验和理论分析等综合研究方法,对深井含瓦斯煤层动力灾害机理与防控技术进行了全面系统研究。研究表明：受采动影响,深部开采瓦斯煤层存在气固耦合扩容区,且扩容区内瓦斯压力易突变失稳并受控于采动应力的耦合效应；基于Griffith裂纹扩展准则,建立了采动应力与瓦斯压力耦合互馈的数力学模型,揭示了扩容区内瓦斯压力突变致灾机理。依据瓦斯煤层气固耦合扩容致灾机理,基于能量守恒定律,建立了含瓦斯煤扩容致灾能量判据模型,提出了扩容致灾安全判定指标Rk,为煤与瓦斯动力灾害的监测预警和防控技术奠定了理论基础；针对采动工作面含瓦斯煤扩容关键影响因素权重的分析,依据二元离散理论,开发了深井开采煤体扩容的有效预测方法,实现了以扩容致灾参数为主要指标的煤与瓦斯动力灾害科学预警。以减小采动集中应力控制瓦斯煤层扩容和降低煤层采动储能、进而实现防治煤与瓦斯动力灾害为核心理念,创建了工作面动力灾害近场防控关键新技术,有效解决了深井开采煤与瓦斯动力灾害的防治技术难题。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712

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本文编号：2513436