煤岩突出中单个煤壳失稳前兆阶段的能量分析

摘要：

在不计突出前兆阶段煤壳动能的条件下,建立了地应力、瓦斯压力与渗流耦合作用下孔隙介质球对称力平衡方程;根据球对称性质使弹性与塑性阶段应变Lode参数相同,满足单一曲线的物理关系条件,将单轴本构模型推广,得到煤壳中应力强度骾与应变强度錳之间的物理关系式;求得煤壳弹、塑性区径向位移u的表达式,并发现其可分解为相应偏应变的位移ud与平均应变的位移um.综合运用几何方程、力平衡方程、几何方程和应力强度与平均应力的关系,对突出前煤壳进行的能量分析表明:煤壳位移、形变时的外力功变化可分解为相应偏应力、平均应力和渗流力的外力功鋀d,鋀v,鋀s,它们分别与煤壳偏应力应变能、体积应变能和孔隙体积能的变化的銾d,銾v,銾s相对应,得到三个功、能增量关系的研究结果.为建立单个煤壳失稳的突变模型,对地应力、瓦斯压力与煤介质三因素在煤壳解体、瓦斯膨胀内能释放及高压瓦斯流对碎煤喷射的突出过程进行研究提供了基础.

关键词：煤岩突出、瓦斯、渗流、煤壳、Lode参数、能量分解

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分类号：TD324+.1(矿山压力与支护)

资助基金：山东省自然科学基金Y205-A03;山东省教委重点资助项目G04D15

在线出版日期：2008-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1500-1506