冲击地压形成过程中能量耗散特征研究.PDFVIP

第 35卷第 12 期 煤 炭 学 报 V ol. 35 N o. 12 2010 年 12 月 JOURNA L OF CH INA COA L SOC IETY D ec. 2010 : 0253- 9993( 2010 12- 1979- 05 1, 2 1, 2 1, 2 赵毅鑫 , 姜耀东 , 田素鹏 ( 1. 中国矿业大学( 北京 煤炭资源与安全开采国家重点实验室, 北京 100083; 2. 中国矿业大学( 北京 力学与建 工程学院, 北京 100083 : 在非平衡热力学和耗散结构理论的基础上, 研究了冲击地压孕育过程中 煤- 岩 系统 能量耗散特征和系统内熵的变化, 初步建立了基于非平衡态热力学的冲击地压失稳判断方法; 采用 X 射线衍射、顺磁共振、扫描电镜、显微组分测定等实验手段, 获得了冲击地压发生前后煤岩样的细 观结构差异, 探求了冲击地压孕育、发生过程中能量耗散细观特征。研究发现: 冲击地压是煤岩体 内能量的涨落达到 一定值后出现的自组织现象, 其孕育过程是煤岩储能和耗能竞争的过程, 该过程 中强烈的挤压和剪切力加强了煤微元环缩合作用和拼叠作用, 使煤超前演化, 并促使煤岩内宏观裂 纹非稳定扩展, 加速了能量耗散的物理和化学的不可逆过程。 : 冲击地压; 能量耗散; 非平衡热力学; 细观结构 : TD324. 1 : A Investigation on the characteristics of energy dissipation in the preparation process of coalbumps 1, 2 1, 2 1, 2 ZHAO Y ix in , JIANG Y aodong , T IAN Supeng ( 1. S ta teK ey Lab. of Coa lR esou rces and Saf eM ining, Ch ina Un iversity of M ining and T echnology (B eji ing , B eij ing 100083, Ch ina; 2. S ch ool of M echanics and C iv il Engineering, China University of M in ing and Technology (B eij ing , B eij ing 100083, Ch ina Abstract: Based on the theo ry o f the nonequ ilibrium therm odynam ic and energy dissipation assumpt ions, the energy conservat ion and d issipation process o f the coalsurround ing rock system w as analyzed. T he variety of the system en tropy and the developm en t o f the dissipation structure in the coa l seam w ere studied. Furtherm o re, the m ethod adopted to evaluate the stab ility of the system w as deve loped. B