“流变一突变”规律在煤与瓦斯突出中的应用研究.pdfVIP

I7_．一? 2OO0年第 3期 江 苏 煤 炭 l3 “流变一突变”规律在煤与瓦斯突出中的应用研究 马尚权 ，雎万皇三． — ．，／、 ／ (1．中国矿业大学．江苏 棣州 2210~ ；2大 同高等职业技术学桩，山酉 大同037O03) [摘 要] 介绍利用安全流变～突变的教 学模型分析煤与瓦斯突出的动力现象，给 出了获得煤与瓦斯突出特征参数与数学模型中各个参数的对应关系。 [关键词】 堑窒生!毫全叁壑鉴茎丝 Jj；挨 ， 铂彦 [中图分类号】TI)712 ．51[文献标识码】A[文章编号]1003—6o83(2ooo)o2—0013～03 现场实验和详细观察表 明，参与突 出的煤岩 o 引 言 体形变是和时问因素紧密相关 的。 “安全 流变 与突变 ”的全过程可 以表 述 含瓦斯煤岩在外力作用下 ，当达到或超 为：当某一新 事物诞 生后的初期 (OA阶段 )， 过其屈服载荷 时 ，煤 与瓦斯突 出的整个过程 损伤量随时问呈减速递增 ，新秩序在此期 间 明显地表现为 3个阶段 ：即流变损伤减速增 逐渐形成和完善 。当新秩序发展到成熟阶段 加阶段 ，流变损伤等速增加阶段及流变损伤 时(AB阶段)，完善的新秩序使损伤量匀速缓 加速增加阶段 。其 中第一 、二两 阶段对应于 慢增加。经过一个稳定增加 的时期后 ，原秩 煤与瓦斯突出的准备阶段 ，而第三阶段是煤 序将再次向元序方 向发展，进而使损伤量开 与瓦斯突出的发生发展 阶段 ，突出是含瓦斯 始加速增大 (BC阶段)。任何事物都具有其 煤体快速流变的结果。如果外加载荷未达到 固有的损伤量承受能力或界限 ，超 出此 限后 ， 屈服载荷 时，流变具有衰减 的特征 ，将不会发 事物将发生安全突变 。事物发生安全突变时 生突 出。流变假说认为 ，所有含瓦斯煤岩都 的损伤值即为该事物的临界损伤量l1j。其安 具有前述 的流变特征 ，其流变行为 的最 终表 全演变过程具有流变 一突变的特点 ，如 图 1 现取决于外部 的环境条件及其 自身 的物理力 所示 。 学性质 ，不存 在突出煤岩 与非突出煤岩 的差 别。如果条件具备，目前所认为的突出煤 岩 可变为非突 出煤岩 ，非突 出煤岩也可变 为突 出煤岩 。流变假说较 圆满地 阐明 了突 出机 理，根据煤与瓦斯突出的流变特征，完全可 以 用安全科学的流变模型来描述 。煤岩损伤形 变 由4部分构成 ：即瞬时形变损伤、减速形变 损伤、等速形变损伤及 加速形变损伤 。含瓦 斯煤岩是一种流变介质 ，其流变状 态随其本 圈 1 安全流变 一突变示意 图