煤层注水破坏机理的能量耗散分析

摘要

煤岩在变形破坏过程中持续地与外界交换着物质和能量,是能量耗散的损伤演化过程.本文基于注水煤层内变量不可逆的热力学理论框架,从能量交换的角度出发,研究了注水煤体变形破坏过程的能量耗散、能量释放与煤岩体强度变化的内在联系,揭示均布应力场中煤层注水软化的损伤破坏机理.推导出各向等压条件下注水过程的煤体受损破坏的临界注水压力和塑性区半径表达式.进一步与经典水力致裂临界水压关系式进行了比较验证.将本文给出的临界注水压力关系与文献[19]试验结果对比,分析了多孔介质煤层钻孔注水临界破坏参数的可靠性.