温-压耦合对煤体裂隙演化影响的模型探究

"煤田火区煤体裂隙演化过程中温-压耦合模型研究" 本文主要探讨了煤田火区煤体裂隙演化的温-压耦合模型，旨在揭示温度与压力相互作用下煤体裂隙形成的机理。煤体裂隙的形成和发展对于煤田火灾的发生和煤岩稳定性具有重要影响，它既是氧气供应的关键路径，也可能导致煤体自燃。裂隙的产生受到多种内外因素的影响，包括煤体成分、变质程度、煤层厚度、原始孔隙裂隙、含水量以及煤岩的脆性等内在因素，以及外部应力、温度等外在因素。 研究者们提出了不同的理论来解释煤体破裂的原因。例如，Wessling提出裂隙发育是由温度场、应力场、渗流场和化学场四场耦合作用导致的；赵阳升则认为裂隙发育是一个热-流-固-化耦合过程；马砺等人强调了热破坏裂隙形成及其对火区的效应；孟巧荣分析了不同煤种在温度变化下的裂隙特性；肖旸利用热-流-固理论研究了火区裂隙发展和渗流性；冯子军和周长冰分别研究了无烟煤和气煤在温-压作用下的变形特征，而王祥虎则对温-压耦合作用下火区裂隙演化进行了模拟研究。 尽管已有研究关注了温度或压力单独作用下的煤体变形和损伤，但对温-压耦合效应的深入探究相对较少。文章中提到的温-压耦合模型将损伤理论与破裂准则相结合，通过数学关系式阐述了煤体在温-压共同作用下首先发生损伤，然后遵循破裂准则的演变过程。这种模型为理解火区煤体裂隙的形成和控制提供了理论依据，有助于预防和控制煤田火灾，提升矿井安全。 温-压耦合模型在煤田火区煤体裂隙演化研究中扮演了关键角色，通过整合温度和压力的影响，能够更准确地预测和模拟裂隙的发展，从而为煤田火灾的防治提供科学指导。未来的研究可能需要进一步细化这种模型，考虑更多实际工况下的复杂因素，以提高预测的精度和实用性。