深井瓦斯煤層動力災害機理研究及工程應用.pdf

1、本文針對深井開采高地應力、采動敏感性強和低透氣性等條件下的煤層，以采動工作面煤體為研究對象，通過現(xiàn)場實測、實驗室試驗和理論分析等綜合研究方法，對深井含瓦斯煤層動力災害機理與防控技術進行了全面系統(tǒng)研究。研究表明:受采動影響，深部開采瓦斯煤層存在氣固耦合擴容區(qū)，且擴容區(qū)內瓦斯壓力易突變失穩(wěn)并受控于采動應力的耦合效應;基于Griffith裂紋擴展準則，建立了采動應力與瓦斯壓力耦合互饋的數(shù)力學模型，揭示了擴容區(qū)內瓦斯壓力突變致災機理。依據(jù)瓦斯煤

2、層氣固耦合擴容致災機理，基于能量守恒定律，建立了含瓦斯煤擴容致災能量判據(jù)模型，提出了擴容致災安全判定指標Rk，為煤與瓦斯動力災害的監(jiān)測預警和防控技術奠定了理論基礎;針對采動工作面含瓦斯煤擴容關鍵影響因素權重的分析，依據(jù)二元離散理論，開發(fā)了深井開采煤體擴容的有效預測方法，實現(xiàn)了以擴容致災參數(shù)為主要指標的煤與瓦斯動力災害科學預警。以減小采動集中應力控制瓦斯煤層擴容和降低煤層采動儲能、進而實現(xiàn)防治煤與瓦斯動力災害為核心理念，創(chuàng)建了工作面動力災