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煤岩受载表面瞬变电荷变化积聚特征研究

发布时间:2021-08-02 09:33
  在煤矿资源开采过程中,随着开采深度和地质条件复杂程度的增大,煤岩体由于扰动作用诱发各种煤岩动力灾害发生的几率也逐渐提高,包括煤与瓦斯突出和冲击地压等,这些灾害一旦发生往往会造成严重的人员伤亡和经济损失。因此,进行小范围的实验研究和采取适宜的现场措施对煤岩体破坏事故进行提前有效的监测预警一直是广大研究人员力图解决和完善的问题。目前在开采现场得到广泛应用的煤岩动力灾害预测方法主要有两类:第一类是常规指标预测法,即利用钻屑量、瓦斯涌出初速度等传统指标对采动过程中出现的异常现象进行预测,但存在准确率低、资源消耗大等缺点;第二类是利用动力灾害过程中能量释放伴随的前兆信号进行预测的地球物理方法,包括基于声音、光、电物理效应的声发射法、红外法、电磁辐射法等。该类方法能够在不影响煤矿生产的前提下对开采区域进行连续、实时监测,因而也成为了当前我国煤岩动力灾害监测预警技术的主要研究方向之一。利用地电场的异常变化对地质灾害进行预测是一种常用的地球物理方法,可以应用于对地震、火山等大尺度地壳岩体动力活动和灾害的预测。同时,针对于较小尺度范围内如矿山、堤坝等发生的动力灾害,广大学者也开始着眼于对其中煤岩材料的带... 

【文章来源】:中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:161 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

煤岩受载表面瞬变电荷变化积聚特征研究


图1.1?2016年肚界主要产煤国家煤炭产量及消费量??:-

技术路线图,非线性动力响应,材料单,煤岩


求解煤岩材料单轴压缩破坏的非线性动力响应过程,与实验数椐和理论分析进行??同步对照。??结合研究目标、内容及方法,本文确立了如下技术路线,如图1.2所示。??15??

单轴压缩实验


??L_|?j?1 ̄1丨输\端?输出璃?"??图2.1煤岩单轴压缩破坏表面瞬变电荷和微震信号测试系统??Fig.?2.1?Experimental?system?of?transient?charge?and?microseismic?signals?of?coal?and?rock?samples??2.?U单轴压缩测试系统??此次实验中单轴压缩测试系统由单轴压缩实验台、OBS2型液压泵、YSB-120??型数字压力表、绝缘板等组成,负责对煤岩试样进行单轴加压直至其完全破坏。??具体组成部分及参数如下:??(1)单轴压缩实验台??一般的电动加载系统,如数字控制式电液伺服压力机包含的金属配件过多,??且需要接通电源才能启动,会对此次实验过程中产生的电荷信号产生较大干扰。??为了尽量减少加载系统自身带来的干扰,此次实验中进行了自行设计,利用较少??的不锈钢材料搭建了基本的实验台框架,并在实验台与试样的上下接触面均安装??了尼龙材质的绝缘板,以保证加载过程中试样表面产生的瞬变电荷信号不受实验??台本身的影响。同时将实验台的尺寸缩小,使操作更加方便、简单。单轴压缩实??验台实物图如图2.2所示。??UI?

【参考文献】:
期刊论文
[1]微震监测技术及其在煤矿的应用现状与展望[J]. 李楠,王恩元,GE Mao-chen.  煤炭学报. 2017(S1)
[2]受载复合煤岩变形破裂力电热耦合模型[J]. 杨桢,代爽,李鑫,齐庆杰.  煤炭学报. 2016(11)
[3]2005—2014年我国煤矿灾害事故特征及规律研究[J]. 李波,巨广刚,王珂,张路路,孙东辉.  矿业安全与环保. 2016(03)
[4]2005-2014年我国煤矿瓦斯事故统计分析[J]. 陈晓坤,蔡灿凡,肖旸.  煤矿安全. 2016(02)
[5]我国煤矿冲击地压的研究现状:机制、预警与控制[J]. 姜耀东,赵毅鑫.  岩石力学与工程学报. 2015(11)
[6]预制裂纹煤系岩石破坏的电磁辐射规律研究[J]. 宋晓艳,李忠辉.  煤矿安全. 2015(10)
[7]矿震诱发型冲击地压临场预警机制及应用研究[J]. 姜福兴,姚顺利,魏全德,张立明,王颜亮.  岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[8]单轴压缩下混凝土孔洞内壁表面电位特征[J]. 刘贞堂,李学龙,李忠辉,刘永杰,杨玉龙,冯俊军.  煤炭学报. 2014(S2)
[9]我国冲击地压矿井类型及防治方法研究[J]. 齐庆新,欧阳振华,赵善坤,李宏艳,李晓璐,张宁博.  煤炭科学技术. 2014(10)
[10]煤体冲击破坏超低频/极低频电磁异常特征分析[J]. 李成武,杨威,徐晓萌,王启飞.  煤炭学报. 2014(10)

博士论文
[1]受载煤体振动破坏特征及致灾机理研究[D]. 孙晓元.中国矿业大学(北京) 2016
[2]煤点锤击破坏瞬变电磁信号特征实验研究[D]. 王川.中国矿业大学(北京) 2015
[3]岩石破裂过程的扩展有限元法研究[D]. 师访.中国矿业大学 2015
[4]煤与瓦斯突出前兆低频电磁信号接收技术研究[D]. 邢云峰.中国矿业大学(北京) 2014
[5]矿震震动波波速层析成像原理及其预测煤矿冲击危险应用实践[D]. 巩思园.中国矿业大学 2010
[6]煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D]. 赵扬锋.辽宁工程技术大学 2010

硕士论文
[1]我国煤矿生产安全事故统计分析及预测[D]. 赵春侠.西南科技大学 2017
[2]基于声发射的煤与瓦斯突出预测研究[D]. 宋一鸣.辽宁工程技术大学 2012
[3]岩石变形与电磁辐射的实验研究[D]. 陈国强.中国地震局地质研究所 2009



本文编号:3317329

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