煤层冲击倾向性对冲击地压的影响机制研究
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摘要
本文通过XRD及SEM实验研究了不同冲击倾向性煤体的矿物组成及其表面微观结构特征。利用工业CT研究了不同冲击倾向性煤体裂纹演化特征,并运用数字散斑技术分析了不同冲击倾向性煤体峰后变形场非均匀演化过程。对煤岩损伤统计本构模型参数进行了研究,探讨其对冲击倾向性的影响。应用强度理论、能量理论研究了煤层冲击倾向性对采动应力场及能量场的影响,确定了不同冲击倾向性煤层回采过程中的冲击危险区域。采用数值分析方法分别研究了在不同顶板岩性、不同水平应力场、孤岛、断层等作用下煤层冲击倾向性对冲击危险的影响,并评价了煤层冲击倾向性与各作用因素对冲击危险的影响程度。本文的研究对于应用冲击倾向性更好的保证工作面安全开采具有科学意义和工程指导价值。
Influence mechanism of bursting liability of coal on coal bump has beenresearched in this dissertation. The mineral composition and surface microstructurefeatures of coal with different bursting liability has been studied by XRD and SEMexperiments. The crack evolution characteristic of different bursting liability of coal hasbeen explored by Industrial CT. It has used digital speckle technology to analyze theevolution of non-uniform deformation field after peak of coal with different burstingliability. The parameters of statistical damage constitutive model of coal were studied,the impact of which on bursting liability was investigated. Stress field, energy field anddamage zone distribution characteristics along the workface affected by burstingliability of coal also have been discussed with strength theory and energy theory. It hasconfirmed the impact instability danger areas by analyzing the variation of the stressfield, the energy field and the damage zone in coal mining process. It has also illustratedthe effect of bursting liability of coal on impact dangerous in numerical analysis methodin kinds of situations respectively, such as different roof lithological stope, differentlevels of stress field, island workface and fault workface. This dissertation has scientificand engineering guidance meaning in ensuring the safe mining of the workface usingbursting liability.
引文
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