矿井瓦斯参数与地震属性相关性分析

发布时间：2017-12-20 23:31

本文关键词：矿井瓦斯参数与地震属性相关性分析　出处：《中国矿业大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：煤矿安全事故频发严重制约了煤炭经济的发展，其中煤与瓦斯突出首当其冲。目前矿井多采用瓦斯解吸指标、钻屑量等校验参数评价煤与瓦斯突出危险性，但传统校验手段存在复杂且周期长的特点。通过矿井地震属性快速评价煤与瓦斯突出危险性是解决该问题的重要途径。依据弹性波运动学和动力学理论，，结合突出煤体弹性和非弹性性质特征，以煤与瓦斯突出机理为支撑建立室内模型。通过单轴抗压测试和震波测试获得模型运动学和动力学参数。建立数值模型，观察品质因子求取方法稳定性。结合室内测试结果，对矿井地震属性与瓦斯参数建立相关关系，对比不同观测系统下各参数之间关系的差异。在不同矿区的测试中，煤体速度越低、泊松比越高，则瓦斯浓度越高，对应的煤与瓦斯突出危险性越高，同时煤体弹性模量越低。由震波CT获取的速度参数相较其他观测系统与瓦斯浓度相关性更高，横波速度Vs与瓦斯浓度线性拟合度R2≈0.82；瓦斯浓度、K1值与衰减系数呈正相关关系，线性拟合度0.81≤R2≤0.94，与品质因子Q呈负相关关系，线性拟合度0.57≤R2≤0.76；谱比法相较振幅衰减法求取品质因子更加精确。动弹性模量Ed、剪切模量G与煤体坚固性系数呈正相关关系，线性拟合度R2≈0.71。震波主频fmax与钻屑量、瓦斯浓度、K1值均呈负相关关系，线性相关度分别为R2≈0.95、0.74、0.71；浅孔震波探测对获取煤体主频参数具有优势。针对阳煤地区的情况，认为存在较大突出危险性的煤体各单项指标为：（1）煤体横波速度Vs≤0.63m/ms，Vp/Vs≥1.87；（2）煤体动弹性模量Ed≤2Gpa，同时剪切模量G≤1Gpa；（3）煤体震波衰减系数α≥0.7×10-3，同时品质因子Q≤3。通过以上测试得到矿井地震属性参数与瓦斯参数的相关关系，有关研究和测试仍需进一步开展。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P631.4;TD712

【参考文献】

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