煤巖體蠕變本構(gòu)關(guān)系及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著煤礦開采深度的增加,井下開采條件越來(lái)越復(fù)雜,煤巖體的災(zāi)變失穩(wěn)問(wèn)題變得愈加突出。由于受到深部煤層煤巖蠕變特性的影響,煤巖體延遲失穩(wěn)及高瓦斯礦井中的煤與瓦斯延遲突出事故時(shí)有發(fā)生,這些事故的延時(shí)性和隱蔽性對(duì)煤礦安全的危害極大。因此,研究深部煤巖體的蠕變本構(gòu)關(guān)系,并對(duì)其延遲失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行分析,對(duì)于煤礦安全具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　文中采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及數(shù)值計(jì)算等方法,進(jìn)行了深部煤巖體蠕變本構(gòu)關(guān)系的研究,并對(duì)井巷預(yù)留煤柱以及

2、高瓦斯礦井中煤巖體進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。
　　對(duì)煤巖的蠕變本構(gòu)關(guān)系的研究,基于粘塑性統(tǒng)一本構(gòu)模型,結(jié)合煤巖的力學(xué)特性,引入軟化函數(shù)、硬化函數(shù),提出了一種新的時(shí)變參數(shù)的非線性蠕變模型—TPM模型;采用TPM模型,從能量角度,利用最小勢(shì)能原理分析了煤柱的穩(wěn)定性,得到其蠕變失穩(wěn)判據(jù)。同時(shí),文中結(jié)合煤巖單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果,通過(guò)對(duì)煤巖蠕變方程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得出 TPM模型更能反映煤巖的蠕變過(guò)程;并根據(jù)文中所提出的失穩(wěn)判據(jù),針對(duì)沿空留巷開采時(shí)的