【摘 要】
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本文以实施增透措施后瓦斯抽采孔周围的煤岩体为研究对象，由于煤层内裂隙的产生和发展受煤岩体流变力学特性影响，将低透气性煤层内裂隙的孕育、发展以及闭合与煤岩体蠕变力学特
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本文以实施增透措施后瓦斯抽采孔周围的煤岩体为研究对象，由于煤层内裂隙的产生和发展受煤岩体流变力学特性影响，将低透气性煤层内裂隙的孕育、发展以及闭合与煤岩体蠕变力学特性联系起来进行深入研究，对揭示高瓦斯矿井低透气性煤层增透抽采施工中煤岩体裂隙演化及其蠕变失稳机理具有重要的理论及工程意义。论文基于断裂与损伤力学、流变力学和突变理论，建立了煤岩体裂隙演化和蠕变失稳力学模型，采用理论分析、实验室试验以及工业性试验方法，研究了在不同应力状态下煤岩体裂隙演化和蠕变失稳的力学特性，给出了煤岩体裂隙起裂的准则和蠕变失稳的应力强度因子判据。主要研究内容和成果如下： （1）根据煤岩体材料本身的复杂力学特性，建立了时变参数非线性流变模型，利用具有时效性参数的模型完整反映了煤岩的粘弹塑性力学特性，给出煤岩体蠕变失稳的判据。运用Betti定理和煤岩体裂隙研究理论应变能守恒定律，给出煤岩体裂隙在压剪、拉剪应力状态下的本构关系，据此分析了裂隙起裂的准则，通过严格的公式推导得出了煤岩体裂隙演化的方程。 （2）通过试验测得煤岩体单轴压缩强度，与其蠕变应力阈值比较，反映了煤岩体蠕变特性。蠕变试验借助于声发射技术，煤样的声发射特征较好地反映了其蠕变过程中损伤演化过程，利用声发射信息较能真实地对煤岩体的蠕变变形规律进行预测研究，对监测煤岩变形及煤柱长期稳定性具有重要意义， （3）利用自主研发的高精度微震监测系统实时监测压裂全过程，根据系统监测到的微破裂时空分布规律，解释裂缝井周围产生的压裂裂缝的空间展布，探究了煤岩体在增透措施条件下的裂隙演化规律。从得到的试验结果分析，裂缝的萌生、扩展、贯通和分叉等细、宏观现象，裂缝形态以及尖端形貌与所受外力有关，也与地质条件及煤岩体的均质性相关，但裂缝的形成规律也带有相当的共性，普遍地展现出煤岩水压压裂作用下裂缝扩展从宏观无序到细观有序再到宏观有序的演化过程。
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