煤与瓦斯突出演化过程模拟实验研究

发布时间：2024-05-11 05:08

　　煤与瓦斯突出是一种严重的矿井动力灾害。国内外学者对煤与瓦斯突出过程及机理进行了大量的研究，但是仍然不能满足对煤与瓦斯突出准确预测的要求。尤其是近年来，随着煤矿开采强度、深度的增加，突出问题变得更加严峻。煤与瓦斯突出演化过程及机理，仍然是一个亟待解决的问题。本文建立能模拟不同瓦斯压力、应力以及不同煤体条件下的煤与瓦斯突出实验系统，利用该系统开展大量的实验研究，结合理论分析和数值模拟研究煤体、地应力和瓦斯压力对突出的影响规律，确定突出的发生条件；实时监测分析突出过程中煤体裂隙及电磁辐射、声发射和电位信号的变化规律，揭示煤与瓦斯突出演化过程，并进行了现场验证。本文取得了以下主要研究成果： （1）研发了煤与瓦斯突出模拟实验系统，可模拟不同的载荷、瓦斯压力和煤体及不同诱导方式条件下的煤与瓦斯突出，能够实现突出模拟过程中煤体破裂演化的实时观测，载荷、瓦斯压力和温度的连续采集及电磁辐射、声发射和电位信号的实时监测。 （2）通过大量系统的实验，研究了不同条件下的煤与瓦斯突出，结合理论分析和数值模拟研究了煤与瓦斯突出的发生规律，揭示了煤与瓦斯突出影响因素（煤体、应力和瓦斯压力）的耦合关系，确定了突出发生...

【文章页数】：169 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 研究综述
    1.3 存在的问题及不足
    1.4 本文的主要研究内容及创新点
2 煤与瓦斯突出模拟实验系统及实验测试
    2.1 实验系统研制
    2.2 试验装置的优点
    2.3 煤与瓦斯突出模拟实验
    2.4 本章小结
3 煤与瓦斯突出规律及影响因素
    3.1 煤体对突出的影响
    3.2 应力对突出的影响
    3.3 瓦斯压力对突出的影响
    3.4 突出过程应力、瓦斯压力和煤体的相互作用分析
    3.5 本章小结
4 煤与瓦斯突出演化过程声电信号规律
    4.1 声电测试传感器布置
    4.2 瓦斯吸附过程声电信号特征规律
    4.3 加载过程声电信号特征规律
    4.4 突出过程声电信号规律特征
    4.5 本章小结
5 煤与瓦斯突出过程裂纹演化研究
    5.1 突出演化过程煤体裂纹分布规律
    5.2 煤体移动规律
    5.3 突出过程煤体裂纹演化的分形特征
    5.4 突出后煤体裂纹分布规律
    5.5 突出前后煤体显微结构及表面特征分析
    5.6 本章小结
6 煤与瓦斯突出演化过程及机理研究
    6.1 突出演化过程裂纹演化特征
    6.2 突出演化过程地应力对突出的影响分析
    6.3 突出演化过程瓦斯压力对突出的影响机理分析
    6.4 外载扰动对突出的诱导作用分析
    6.5 煤与瓦斯突出时空耦合跃迁失稳机理
    6.6 本章小结
7 突出演化过程声电信号特征现场测试研究
    7.1 概述
    7.2 实验工作面概况及典型突出规律
    7.3 煤与瓦斯突出演化过程声电规律
    7.4 本章小结
8 全文总结、创新点及展望
    8.1 全文总结
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3969566