深部煤岩体能量场及对煤炭开采多种灾害形成的控制作用

摘要

从形成机理上分析研究了岩体物理力学性质随着埋藏深度的增加所发生的重大变化,分析研究了岩体在上覆荷载增加和持续加载过程中其内部结构的地质演变过程及其耗散能与弹性储存能形成机理,认为岩体的物理力学性质随埋藏深度的增加有从固体力学属性向流塑态力学属性转化的趋势,且岩体发生力学性质转化的临界深度与岩体本身的抗压强度及上覆岩体的物理性质有关.在深部煤岩体中存在着强大的弹性储能能量场及其能量场梯度,煤层开采形成的零位能量边界,会造成煤岩体中剧烈的储能能量场梯度,能量场梯度的再平衡调整是诱发多种矿井地质灾害的根本原因,由于深层地下水流,煤层瓦斯等在煤岩层应力平衡、应力传递和能量转换过程中的重要作用,当任何一种灾害发生时,都会在煤岩体中产生强烈的能量场扰动,进而诱发其他灾害的发生.提出了以能量场控制与调节为指导思想的多种地质灾害耦合控制思路.该研究成果对深部煤炭资源开发及其他深部采矿工程活动的安全条件评价具有重要的指导意义.