煤与瓦斯突出中单个煤壳解体突出的突变理论分析

›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (3): 595-602.

煤与瓦斯突出中单个煤壳解体突出的突变理论分析

潘岳¹，张勇²，王志强¹

1.青岛理工大学土木工程学院，青岛 266520；2.青岛酒店管理职业技术学院，青岛 266100

收稿日期:2007-06-30 出版日期:2009-03-10 发布日期:2011-01-28
作者简介:潘岳，男，1947年生，教授，从事岩体系统动力失稳方面的研究工作。
基金资助:
山东省自然科学基金资助项目（No. Y2005-A03）；山东省教委重点资助项目（No. G04D15）。

Catastrophe theoretical analysis of disintegrated outburst of a single coal shell in coal-gas outburst

PAN Yue¹, ZHANG Yong², WANG Zhi-qiang¹

1. School of Civil Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266520, China; 2. Qingdao Hismile College, Qingdao 266100, China

Received:2007-06-30 Online:2009-03-10 Published:2011-01-28

摘要/Abstract

摘要：

在煤与瓦斯突出中，煤体自组织地形成最具抗力的球盖壳形式来抵抗被突出，煤壳一旦解体便丧失承载能力，高位势煤岩系统中与单个煤壳突出相应的各种能量得以释放。根据反映煤岩破坏特性的塑性变形局部化理论，导得突出前煤壳形变、位移时相应于偏应力的功、能增量关系，建立了煤壳失稳解体的突变模型，并对由于偏应力作用导致煤壳失稳解体机制进行了研究，给出失稳瞬间释放的偏应力应变能表达式、煤岩系统体积应变能释放量表达式和孔隙瓦斯粉碎解体后的碎煤及与煤层瓦斯渗流形成瓦斯-煤粉两相流描述。所得结果可深化对煤、地应力与瓦斯压力三因素对煤与突出演化规律综合作用的认识。

关键词: 煤与瓦斯突出, 渗流, 煤壳, 塑性变形局部化, 折迭突变模型

Abstract:

In process of coal-gas outburst, the coal mass forms a spherical shell itself which is the best form to resist outburst. Once the coal shell disintegrates, it loses carrying capacity; and in the high-potential coal-rock system, all kinds of energy corresponding to the outburst of a single coal shell are released immediately. According to the theory of plastic deformation localization which reflects the destruction characteristics of coal-rock, the equilibrium relationship of work and energy increments corresponding to deviatoric stress while coal shell deforms is educed; and the catastrophe model of destabilization and disintegration of coal shell is established. The mechanism of coal shell disintegration due to deviatoric stress is studied; the expressions of deviatoric strain energy at the destabilization moment, volumetric strain energy releasing amount are educed. The description of crushed coal and gas seepage form two-phase flow of gas-coal after porous gas outburst is given. The obtained analysis result can deepen the acquaintance with the combined action of three factors (coal, geostress and gas pressure) on coal-gas outburst.

Key words: coal-gas outburst, seepage, coal shell, plastic deformation localization, fold catastrophe model

中图分类号:

TD 324+.1

潘岳，张勇，王志强. 煤与瓦斯突出中单个煤壳解体突出的突变理论分析[J]. , 2009, 30(3): 595-602.

PAN Yue, ZHANG Yong, WANG Zhi-qiang. Catastrophe theoretical analysis of disintegrated outburst of a single coal shell in coal-gas outburst[J]. , 2009, 30(3): 595-602.

参考文献

相关文章 15

[1]	苏永华, 李诚诚. 强降雨下基于Green-Ampt模型的边坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 389-398.
[2]	刘成禹, 陈博文, 罗洪林, 阮家椿, . 满流条件下管道破损诱发渗流侵蚀的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 1-10.
[3]	刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[4]	夏才初, 喻强锋, 钱鑫, 桂洋, 庄小清. 常法向刚度条件下岩石节理剪切−渗流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 57-66.
[5]	支永艳, 邓华锋, 肖瑶, 段玲玲, 蔡佳, 李建林. 微生物灌浆加固裂隙岩体的渗流特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 237-244.
[6]	许江, 邬君宇, 刘义鑫, 雷娇, . 不同充填度下岩体剪切−渗流耦合试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3416-3424.
[7]	刘伟俊, 张晋勋, 单仁亮, 杨昊, 梁辰, . 渗流作用下北京砂卵石地层多排管局部水平冻结体温度场试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3425-3434.
[8]	李博, 黄嘉伦, 钟振, 邹良超, . 三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3670-3768.
[9]	张强, 李小春, 周英博, 石露, 白冰, . 高压孔隙CO2/水作用下完整四川三叠系砂岩剪切特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3028-3036.
[10]	王鹏飞, 谭文辉, 马学文, 李子建, 刘景军, 武洋帆, . 不同粗糙度和隙宽贯通充填裂隙渗流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3062-3070.
[11]	张天军, 庞明坤, 蒋兴科, 彭文清, 纪翔, . 负压对抽采钻孔孔周煤体瓦斯渗流特性的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2517-2524.
[12]	曹洪, 胡瑶, 骆冠勇. 滤管两端均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2774-2780.
[13]	刘忠玉, 崔鹏陆, 郑占垒, 夏洋洋, 张家超. 基于非牛顿指数渗流和分数阶Merchant模型的一维流变固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2029-2038.
[14]	刘健, 陈亮, 王春萍, 马利科, 王驹. 一种非稳态气体渗流条件下岩石渗透特性参数计算方法及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1721-1730.
[15]	徐强, 肖明, 陈俊涛, 倪少虎, . 渗流监测数据缺失处理与渗透稳定判断[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1526-1534.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed