瓦斯气体在煤体爆破损伤断裂过程中的作用机理研究.pdfVIP

第 31 卷 第 3 期 采矿与安全工程学报 Vol.31 No.3 2014 年 05 月 Journal of Mining Safety Engineering May 2014 文章编号：1673-3363-(2014)03-0494-051 瓦斯气体在煤体爆破损伤断裂过程中的 作用机理研究 1 1 1,2 1 1 褚怀保 ，王金星 ，杨小林 ，余永强 ，梁为民 (1 ．河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454000 ；2 ．洛阳理工学院土木工程系，河南 洛阳 471023) 摘要 利用试验结果、数值计算结果和理论分析结果综合分析了瓦斯气体在煤体爆破损伤断裂过 程中的作用机理。煤体爆破损伤断裂过程包括爆炸应力波作用的初始阶段和爆生气体与瓦斯气体 共同作用的后期阶段，瓦斯气体在整个过程中具有积极作用，它能增大爆破损伤程度和爆破裂纹 扩展速度。在爆炸应力波作用阶段，瓦斯气体的存在能增大应力波峰值和作用时间，降低拉伸相 内应力波衰减速度；在爆生气体作用阶段，瓦斯气体参与爆生气体驱动裂纹扩展，随后瓦斯压力 场与爆生气体准静态应力场叠加促进爆生气体驱动裂纹的进一步扩展。 关键词 瓦斯气体；煤体爆破；损伤断裂；作用机理 中图分类号 TD 235 文献标志码 A Action mechanism of methane gas in the process of coal blasting damage and fracture 1 1 1,2 1 1 CHU Huaibao ，WANG Jinxing ，YANG Xiaolin ，YU Yongqiang ，LIANG Weimin (1 ．College of Civil Engineering，Henan Polytechnic University ，Jiaozuo ，Henan 454000 ，China ； 2 ．Department of Civil Engineering ，Luoyang Institute of Science and Technology ，Luoyang ，Henan 471023 ，China) Abstract In this paper, the action mechanism of methane gas in the process of coal blasting damage and fracture were analyzed comprehensively based on the experiment, numerical simulation, and theo- retical analysis results. The process of coal blasting damage and fracture includes the initial stage acted by blasting wave and the later stage acted by detonation gas and methane gas. The methane gas has positive role in the whole process, which can increase the blasting damage degree and the crack propa- gation velocity. In the initial s