采掘过程煤体电位响应规律研究
发布时间：2022-12-06 17:59
随着煤矿开采深度的增加,地应力和瓦斯应力越来越大,煤体受地应力和瓦斯压力共同作用的影响愈发明显,煤矿所面临的煤岩动力灾害风险也越加严重,预测难度增大。瓦斯参与条件下的煤体破裂表现出不同于无瓦斯煤体破裂的特性,因此对含瓦斯煤在瓦斯与应力共同作用下的煤体损伤破坏过程的表面电位和声发射的研究具有较高的理论价值和实践意义。表面电位作为煤岩损伤破坏过程中产生的物理量,具有定位测试、抗干扰能力强的特性,在监测煤岩动力灾害方面具有非常广阔的应用前景。本文采用实验室试验和现场测试相结合的方法对含瓦斯煤损伤破坏的电位信号及现场采掘过程电位变化规律进行研究。利用实验室搭建的瓦斯应力耦合作用下煤样损伤声、电特性实验系统,测试了含瓦斯煤在不同瓦斯压力下损伤破裂过程中的电位信号、声发射信号特征。研究不同瓦斯压力下煤样在损伤破裂过程中表面电位、声发射的变化以及应力、瓦斯分别对含瓦斯煤电位信号和声发射信号的影响。通过煤体损伤局部化现象的电位响应,结合裂纹扩展、应变局部化分析、表面电位与应变的相关性,并利用声发射进行含瓦斯煤损伤演化定位,分析了含瓦斯煤体损伤破坏的电位响应规律。利用矿用多通道电位监测仪和单边电位测试装...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 存在的问题及不足
1.4 主要研究内容及技术路线
1.5 本章小结
2 瓦斯应力耦合作用下煤样损伤声、电特性实验系统与实验方案
2.1 实验系统
2.2 试样制备
2.3 实验方案及步骤
2.4 本章小结
3 瓦斯应力耦合作用下煤样损伤声、电特性实验结果
3.1 不同瓦斯压力下煤体吸附瓦斯的电位信号、声发射信号结果分析
3.2 不同瓦斯压力下煤体损伤破坏声电实验结果
3.3 含瓦斯煤损伤破坏表面电位和声发射的R-S分析及分形特征
3.4 本章小结
4 含瓦斯煤样损伤局部化与电位信号的相关性研究
4.1 煤样裂纹扩展集中化分析
4.2 含瓦斯煤损伤演化定位分析
4.3 煤样应变局部化分析
4.4 煤样表面电位与应变的相关性
4.5 本章小结
5 采掘过程煤体电位测试研究
5.1 现场煤体表面电位测试装置
5.2 试验矿井概况
5.3 回采工作面现场测试
5.4 掘进工作面现场测试
5.5 本章小结
6 全文总结
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]微地震监测在厚煤层综放工作面的应用[J]. 陈峰. 山东煤炭科技. 2018(09)
[2]不同应力和瓦斯压力下煤的相对介电常数变化规律[J]. 李祥春,张良,聂百胜,杨春丽,朱飞飞. 矿业科学学报. 2018(04)
[3]煤岩动力灾害声电协同监测技术及预警应用[J]. 王恩元,刘晓斐,何学秋,李忠辉. 中国矿业大学学报. 2018(05)
[4]含瓦斯煤渗透率各向异性研究[J]. 王登科,吕瑞环,彭明,魏建平,姚邦华,刘勇. 煤炭学报. 2018(04)
[5]基于裂隙尖端放电机制的深部岩体损伤自电特征分析[J]. 刘静,刘盛东,曹煜. 地球物理学报. 2018 (01)
[6]不同开采方式下煤岩应力场-裂隙场-渗流场行为研究[J]. 谢和平,张泽天,高峰,张茹,高明忠,刘建锋. 煤炭学报. 2016(10)
[7]破解深部煤炭开采重大科技难题的思考与建议[J]. 袁亮. 科技导报. 2016(02)
[8]含瓦斯煤体受载破坏的电位信号灰色突变特征研究[J]. 李忠辉,刘永杰,王恩元,李学龙,钮月. 煤炭科学技术. 2015(10)
[9]煤岩破裂过程表面电位云图软件开发及应用[J]. 李保林,王恩元,李忠辉,李楠,刘杰,邱黎明. 煤炭学报. 2015(07)
[10]深部岩体赋存力学状态物理模拟技术综述[J]. 刘斌,王明洋,宋春明,赵跃堂,范鹏贤. 防护工程. 2015 (03)
博士论文
[1]煤巷掘进突出危险性的声电瓦斯监测预警研究[D]. 邱黎明.中国矿业大学 2018
[2]煤岩变形破裂电磁和微震信号关联响应机理及特征研究[D]. 杨威.中国矿业大学（北京） 2014
[3]中国煤炭资源分布特征与勘查开发前景研究[D]. 宋洪柱.中国地质大学（北京） 2013
[4]含瓦斯煤体损伤破坏特征及瓦斯运移规律研究[D]. 孟磊.中国矿业大学（北京） 2013
[5]含瓦斯煤力学特性及煤与瓦斯延期突出机理研究[D]. 李晓泉.重庆大学 2010
硕士论文
[1]电化学作用对煤表面特性及吸水性影响的实验研究[D]. 汪李龙.太原理工大学 2019
[2]基于微观结构及组分的煤岩表面电位信号产生机制研究[D]. 魏洋.中国矿业大学 2019
[3]掘进工作面煤与瓦斯突出声电瓦斯预警指标优化研究与应用[D]. 张酉年.中国矿业大学 2019
[4]基于声发射的岩石脆性表征及裂缝复杂性研究[D]. 马云朋.东北石油大学 2018
[5]不同加卸载条件下含瓦斯煤渗流特性及声发射特性的实验研究[D]. 杨阳.太原理工大学 2018
[6]基于应变软化模型的岩石应变局部化数值分析[D]. 刘飞.中国矿业大学 2015
本文编号：3711374
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 存在的问题及不足
1.4 主要研究内容及技术路线
1.5 本章小结
2 瓦斯应力耦合作用下煤样损伤声、电特性实验系统与实验方案
2.1 实验系统
2.2 试样制备
2.3 实验方案及步骤
2.4 本章小结
3 瓦斯应力耦合作用下煤样损伤声、电特性实验结果
3.1 不同瓦斯压力下煤体吸附瓦斯的电位信号、声发射信号结果分析
3.2 不同瓦斯压力下煤体损伤破坏声电实验结果
3.3 含瓦斯煤损伤破坏表面电位和声发射的R-S分析及分形特征
3.4 本章小结
4 含瓦斯煤样损伤局部化与电位信号的相关性研究
4.1 煤样裂纹扩展集中化分析
4.2 含瓦斯煤损伤演化定位分析
4.3 煤样应变局部化分析
4.4 煤样表面电位与应变的相关性
4.5 本章小结
5 采掘过程煤体电位测试研究
5.1 现场煤体表面电位测试装置
5.2 试验矿井概况
5.3 回采工作面现场测试
5.4 掘进工作面现场测试
5.5 本章小结
6 全文总结
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]微地震监测在厚煤层综放工作面的应用[J]. 陈峰. 山东煤炭科技. 2018(09)
[2]不同应力和瓦斯压力下煤的相对介电常数变化规律[J]. 李祥春,张良,聂百胜,杨春丽,朱飞飞. 矿业科学学报. 2018(04)
[3]煤岩动力灾害声电协同监测技术及预警应用[J]. 王恩元,刘晓斐,何学秋,李忠辉. 中国矿业大学学报. 2018(05)
[4]含瓦斯煤渗透率各向异性研究[J]. 王登科,吕瑞环,彭明,魏建平,姚邦华,刘勇. 煤炭学报. 2018(04)
[5]基于裂隙尖端放电机制的深部岩体损伤自电特征分析[J]. 刘静,刘盛东,曹煜. 地球物理学报. 2018 (01)
[6]不同开采方式下煤岩应力场-裂隙场-渗流场行为研究[J]. 谢和平,张泽天,高峰,张茹,高明忠,刘建锋. 煤炭学报. 2016(10)
[7]破解深部煤炭开采重大科技难题的思考与建议[J]. 袁亮. 科技导报. 2016(02)
[8]含瓦斯煤体受载破坏的电位信号灰色突变特征研究[J]. 李忠辉,刘永杰,王恩元,李学龙,钮月. 煤炭科学技术. 2015(10)
[9]煤岩破裂过程表面电位云图软件开发及应用[J]. 李保林,王恩元,李忠辉,李楠,刘杰,邱黎明. 煤炭学报. 2015(07)
[10]深部岩体赋存力学状态物理模拟技术综述[J]. 刘斌,王明洋,宋春明,赵跃堂,范鹏贤. 防护工程. 2015 (03)
博士论文
[1]煤巷掘进突出危险性的声电瓦斯监测预警研究[D]. 邱黎明.中国矿业大学 2018
[2]煤岩变形破裂电磁和微震信号关联响应机理及特征研究[D]. 杨威.中国矿业大学（北京） 2014
[3]中国煤炭资源分布特征与勘查开发前景研究[D]. 宋洪柱.中国地质大学（北京） 2013
[4]含瓦斯煤体损伤破坏特征及瓦斯运移规律研究[D]. 孟磊.中国矿业大学（北京） 2013
[5]含瓦斯煤力学特性及煤与瓦斯延期突出机理研究[D]. 李晓泉.重庆大学 2010
硕士论文
[1]电化学作用对煤表面特性及吸水性影响的实验研究[D]. 汪李龙.太原理工大学 2019
[2]基于微观结构及组分的煤岩表面电位信号产生机制研究[D]. 魏洋.中国矿业大学 2019
[3]掘进工作面煤与瓦斯突出声电瓦斯预警指标优化研究与应用[D]. 张酉年.中国矿业大学 2019
[4]基于声发射的岩石脆性表征及裂缝复杂性研究[D]. 马云朋.东北石油大学 2018
[5]不同加卸载条件下含瓦斯煤渗流特性及声发射特性的实验研究[D]. 杨阳.太原理工大学 2018
[6]基于应变软化模型的岩石应变局部化数值分析[D]. 刘飞.中国矿业大学 2015
本文编号：3711374
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