Resumen

Para la catástrofe dinámica de la roca de carbón compuesta, combinando la teoría de la termodinámica, la mecánica de daños y otras disciplinas, se deduce el modelo matemático de acoplamiento termodinámico de la roca de carbón compuesta bajo una condición de descarga, y se establece el modelo de simulación de la roca de carbón compuesta para la simulación numérica. Además, se analiza la ley de variación de la radiación infrarroja térmica bajo carga y descarga triaxial de la roca de carbón compuesta y se verifica mediante experimentos. Los resultados muestran las siguientes conclusiones: (1) La distribución de la temperatura de la radiación infrarroja térmica de la roca de carbón compuesta es diferente en las distintas etapas de tensión. La temperatura global del campo de temperatura es menor que el campo de temperatura inicial en la etapa de carga de tensión tridimensional y en la etapa de presión de mantenimiento de tensión, pero la temperatura interna del cuerpo de carbón es la más alta. En la primera etapa de "carga y descarga", la temperatura de un filón de carbón aumenta ligeramente, y la temperatura de otras partes de la capa de roca aumenta, excepto la zona circular de baja temperatura. En la segunda etapa de "carga y descarga", aparece en la masa rocosa una zona alternante de altas y bajas temperaturas, y el campo de temperatura aumenta, entre los cuales el campo de temperatura alcanza el más fuerte después de la descarga de la presión de confinamiento. Después de saltar por encima de la tensión máxima, el campo de temperatura disminuye en su conjunto en la etapa de inestabilidad y ruptura. (2) La variación de la temperatura media de la radiación infrarroja térmica superficial (Tave) de la roca de carbón compuesta puede dividirse en la etapa de fluctuación inicial, la etapa de calentamiento lineal, la etapa de declive local, la etapa de aumento repentino de la temperatura y la etapa de declive de la fractura. A tres velocidades de descarga diferentes de 0,003 MPa/s, 0,03 MPa/s y 0,05 MPa/s, el Tave del cuerpo de carbón, la roca del suelo y la roca del techo alcanzan el máximo antes de la inestabilidad y la fractura de la roca de carbón compuesta, y el cambio de temperatura del cuerpo de carbón es el más evidente. (3) Bajo diferentes tasas de descarga de la presión de confinamiento, el Tave de la roca del techo, del cuerpo de carbón y de la roca del suelo muestra una fuerte relación lineal con la tensión después del ajuste lineal. Y la correlación entre la simulación y los resultados experimentales después del ajuste es superior a 0,89. Cuanto mayor es la tasa de descarga de la presión de confinamiento, más corto es el tiempo de pico de Tave y mayor es el valor de pico. La comparación entre los resultados experimentales y el análisis de simulación muestra que los dos resultados son coherentes, y los resultados de la investigación pueden proporcionar una base teórica para la prevención y el control de los desastres dinámicos en la minería del carbón y la roca.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:Carbón compuesto, radiación infrarroja térmica, campo de temperatura, cuerpo de carbón, etapa de tensión, tasa de descarga de presión, desastre dinámico, roca del suelo, resultados experimentales, roca del techo
• Keywords:composite coal, thermal infrared radiation, temperature field, coal body, stage of stress, pressure unloading rate, dynamic disaster, floor rock, experimental results, roof rock