硬煤掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别研究

发布时间：2021-08-20 04:08

　　随着煤矿开采深度的不断加深,深部煤岩瓦斯的赋存条件越来越复杂,地应力和瓦斯压力不断增高,构造区、破碎带、高瓦斯区及高应力区等异常区是冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾害的高发区,对煤矿安全生产的威胁日益加重。掘进工作面前方异常区探测主要采用钻孔法或地球物理探测手段,探测的准确率和及时性需要提高。掘进工作面前方异常区的实时监测与识别是急需解决的难题。因此研究更加高效、便捷、安全的掘进工作面前方异常区监测识别方法具有十分重要的意义。本文针对高瓦斯矿井的硬煤掘进工作面,采用实验室实验和现场数据分析相结合的手段,实验测试分析了应力作用下含瓦斯硬煤破裂电磁辐射规律,分析了掘进工作面前方异常区的电磁辐射响应特征,研究揭示了掘进工作面临近前方异常区时的电磁辐射前兆特征,确定了电磁辐射敏感指标的临界值,建立了适用于煤矿现场的掘进工作面前方异常区电磁辐射监测识别方法。论文取得了以下成果:建立了含瓦斯煤受载破坏实验系统,测试分析了不同瓦斯压力、有效围压、加载速度条件下含瓦斯硬煤受载破坏的力学特性、瓦斯渗流特征和电磁辐射特征。研究发现含瓦斯硬煤受载破坏过程中的电磁辐射信号和瓦斯渗流存在着明显的临界慢化现象,方差... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

近十年国内煤矿百万吨死亡率统计

技术路线图

2含瓦斯硬煤受载破坏的响应特征92含瓦斯硬煤受载破坏的响应特征2ResponseCharacteristicsofGas-BearingHardCoalUnderLoadFailure2.1含瓦斯煤受载破坏试验系统和试样（ExperimentSystems&CoalSamples）2.1.1实验系统含瓦斯煤受载破坏试验系统包括轴向加卸载系统、侧压加卸载系统、密封缸体、声发射监测系统、瓦斯渗流系统，示意图如图2-1所示。含瓦斯煤受载破坏试验系统能够实现流固耦合孔隙介质受载变形破坏试验，通过轴压加载系统对中央密封腔体内煤岩样进行单轴加卸载控制，有效模拟深部煤岩的应力环境和采掘扰动导致的应力加卸载过程，并对载荷作用下多相介质整个过程中的应力、应变、电磁辐射和气体流量进行实时监测。1.伺服控制液压机；2.密封缸体；3.控制系统、数据采集系统；4.阀门；5油管；6.电磁辐射天线；7.流量计；8.真空泵；9.减压阀；10.气体压力表;图2-1试验系统示意图Figure2-1Schematicdiagramofthetestsystem加卸载系统：密封气缸体安装在伺服控制液压机中，构成如图2-2所示的真密封加载系统。YAW4306机械测试设备包括压力机，数字控制系统（图2-3）和软件控制程序（图2-4）。加载系统可实现全过程闭环控制，对设定好的加卸载路径进行全自动控制。最大负载能力为3000kN，加载速度可在60-60000N/s之间，精度为±1%。装载设备有两种控制模式，位移控制和力控制，这些模式可用于单轴压缩和拉伸、循环加载、蠕变测试和其他所需的测试。


本文编号：3352782