电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的研究

发布时间：2017-08-26 07:27

  本文关键词：电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的研究

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【摘要】：煤与瓦斯突出是一种伴有声响和猛烈力能效应的矿山动力现象，他是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤岩体自采掘空间突然喷出的现象，是矿井的一大自然灾害。严重威胁煤矿矿井的生产安全。随着煤矿开采深度的增加，煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害越发严重，突出危险性和突出区域都在扩大，所以如何防止此类事故的发生，是急需解决的问题。 本文首先实验室实验分析了矿区煤样电磁辐射特性，确定了矿区煤样可以产生电磁辐射，并且煤样在受载变形过程中，电磁辐射强度与加载应力的大小成正相关。通过理论分析电磁辐射产生机理及其在煤岩介质中的传播规律确定了电磁辐射检测频带。为现场监测煤岩电磁辐射指标做准备。 然后分别介绍了KBD5和KBD7电磁辐射监测仪，现场布置测点，确定监测仪天线最佳位置。使用KBD5电磁辐射监测仪在矿区采掘过程中跟踪测试煤岩电磁辐射强度，同时测试常规预测煤与瓦斯突出指标（钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑量S）,发现电磁辐射强度和常规预测指标有良好的正相关关系。测试煤层软分层厚度与电磁辐射强度的关系，，发现煤软分层厚度增加，电磁辐射强度增大。用KBD7电磁辐射监测仪测得煤层瓦斯浓度与电磁辐射强度关系，两者也成正相关，且电磁辐射强度变化略微早于瓦斯浓度变化，说明电磁辐射法有超前效果。用电磁辐射监测仪监测了水力掏槽防突措施前后及过程中煤层电磁辐射强度变化，发现水力掏槽过后电磁辐射强度明显降低，电磁辐射法可以作为水力掏槽防突措施有效性的一个检验指标。 最后，确定了电磁辐射法可以用于预测煤与瓦斯突出，并利用模糊识别法确定了电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的敏感指标及其临界值，电磁辐射强度E为190mv和脉冲数N为6634次/s。
【关键词】：煤岩 电磁辐射 煤与瓦斯突出 预测 临界值
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD713
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1. 绪论9-15
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 煤与瓦斯突出预测的研究现状10-12
• 1.2.1 钻孔瓦斯涌出初速度 q 法10-11
• 1.2.2 钻屑量法和钻屑倍率法11
• 1.2.3 综合指标 R 值法11-12
• 1.2.4 钻屑综合指标法12
• 1.2.5 V_(30)预测指标12
• 1.3 电磁辐射技术及其预测煤与瓦斯突出12-13
• 1.4 研究目的和内容13-14
• 1.4.1 研究目的13
• 1.4.2 研究内容13-14
• 1.5 研究创新点、关键技术及路线14-15
• 1.5.1 研究创新点14
• 1.5.2 研究关键技术及路线14-15
• 2.矿区煤样电磁辐射特性实验研究15-23
• 2.1 实验装置15-16
• 2.2 实验结果及分析16-19
• 2.3 煤岩电磁辐射产生机理19-21
• 2.4 本章小结21-23
• 3.电磁辐射预测煤与瓦斯突出的研究23-32
• 3.1 煤体中电磁辐射传播规律及监测频带的确定23-27
• 3.1.1 概述23
• 3.1.2 电磁辐射在煤岩介质中的传播23-27
• 3.1.3 电磁辐射监测频带的选择27
• 3.2 电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理27-29
• 3.3 KBD5 电磁辐射监测仪29-30
• 3.3.1 仪器组成29
• 3.3.2 KBD5 便携式电磁辐射监测仪信号流程29
• 3.3.3 主要性能指标29-30
• 3.4 KBD7 电磁辐射监测仪30-31
• 3.4.1 仪器组成30
• 3.4.2 KBD7 电磁辐射监测系统信号流程30
• 3.4.3 主要性能指标30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 4.电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的现场实测研究32-57
• 4.1 应用现场概述32
• 4.1.1 工作面位置及基本情况32
• 4.1.2 工作面地质情况32
• 4.2 现场布置情况概述32-38
• 4.2.1 KBD5 电磁辐射工作面测点布置32-33
• 4.2.2 KBD5 电磁辐射工作面钻孔内预测观测点布置33
• 4.2.3 KBD5 电磁辐射监测仪天线最佳测试位置的确定33-38
• 4.3 测试结果及分析38-56
• 4.3.1 电磁辐射与常规预测指标及突出危险性关系38-45
• 4.3.2 电磁辐射与钻孔瓦斯涌出量的对应关系45-50
• 4.3.3 工作面电磁辐射与瓦斯浓度的关系50-52
• 4.3.4 水力掏槽期间电磁辐射特征52-55
• 4.3.5 电磁辐射与软煤厚度的关系55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的敏感指标及临界值的确定57-65
• 5.1 电磁辐射预测突出临界值的确定57-63
• 5.1.1 常规预测突出临界值的确定57-58
• 5.1.2 常规预测临界值对应的电磁辐射指标敏感指标58-59
• 5.1.3 模糊识法确定临界值59-63
• 5.3 概率统计法对预警临界值的合理性分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6. 结论65-67
• 参考文献67-72
• 在学研究成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 刘明举,刘彦伟,何学秋,王恩元;用电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的实验理论基础[J];安全与环境学报;2003年04期

2 王恩元,何学秋;煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究[J];地球物理学报;2000年01期

3 撒占友;何学秋;王恩元;;煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应的力电耦合规律[J];地球物理学报;2006年05期

4 刘明举,许考,何学秋,颜爱华,丁伟;煤与瓦斯突出的流变电磁辐射机理探讨[J];矿业安全与环保;2001年05期

5 撒占友,何学秋,王恩元;煤岩破坏电磁辐射记忆效应特性及产生机制[J];辽宁工程技术大学学报;2005年02期

6 王恩元;刘晓斐;李忠辉;何学秋;;电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2012年05期

本文编号：740456