煤岩动力灾害中的多场耦合机制：温度-应力-电磁场解析与模拟

在现代煤炭工业中，复合煤岩的动力灾害问题是一个重要的研究领域，尤其是在高温、高压和复杂应力状态下，煤岩的变形破裂过程伴随着温度、应力和电磁场的相互作用。本文由李鑫、李昊、杨桢等人在《煤炭学报》(2020年第45卷第5期)上发表的研究论文探讨了复合煤岩的变形破裂过程中，温度场、应力场和电磁场之间的耦合机制。 论文的核心内容基于损伤力学和电磁场理论，构建了一个多物理场耦合数学模型，这个模型旨在揭示在煤岩受力变形破坏过程中，这些物理场如何协同影响其行为。通过数值模拟，作者探索了温度应力-电磁场的动态交互，这种交互可能影响煤岩的稳定性、断裂模式以及灾害的触发条件。研究的关键在于理解温度升高如何改变材料的力学性能，应力分布如何引发裂纹扩展，以及电磁场如何作为辅助或触发因素参与其中。 作者通过实验验证，确保了理论模型的有效性和实用性，这在实践中对于预测和预防煤炭开采过程中的灾害，如瓦斯爆炸、地面塌陷等具有重要意义。他们的研究成果对于优化采掘策略、提升矿山安全、减少环境影响等方面提供了科学依据。 此外，文中引用的其他研究，如地应力数据库、岩体力学理论、应力集中系数叠加法、煤层开采应力控制、岩爆声发射研究等，都构成了复合煤岩动力灾害研究的广阔背景，共同构成了煤炭开采和地下工程领域的综合知识体系。 这篇论文不仅深化了我们对复合煤岩动力灾害的理解，而且推动了煤炭行业的科技进步，为矿产资源的可持续开发提供了理论支持和技术指导。未来的研究可以进一步细化这些耦合机制，以便更精确地预测和控制灾害风险。