煤岩组合体单轴压缩声发射特性及裂隙扩展规律试验研究
发布时间：2024-11-02 22:39
保护层开采是防治煤与瓦斯突出最主要且高效的手段之一。保护层开采过后,被保护层顶底板和煤层组成的煤岩组合体结构受采动影响的裂隙发育演化情况决定着被保护层卸压瓦斯流通的效果。因此,开展煤岩组合体声发射特性及裂隙扩展规律试验研究对探索被保护层采动裂隙演化机理和卸压瓦斯运移规律具有重要意义。(1)以山西和顺天池能源有限责任公司矿井煤层地质条件为基础,建立三种不同类型煤岩组合体模型,并推导出煤岩组合体的相似准则作为理论指导。在此基础上通过类岩石、型煤材料配比先导试验,得到不同配比类岩石、型煤材料的物理力学特性参数。最终按照原型基础参数要求挑选合适的配比,制作不同类型的煤岩组合体试件。(2)利用DYD-10万能试验机、声发射系统、双高清摄像系统开展不同类型煤岩组合体单轴压缩力学特性、声发射特性及裂隙演化规律试验,得到不同类型煤岩组合体全应力-应变曲线及最终破坏形态,分析探讨三种组合形式对煤岩组合体的抗压强度、弹性模量、纵波波速等力学特征参数的影响,得到不同类型煤岩组合体的力学变化特性。(3)针对试验结果重点分析了不同类型煤岩组合体单轴应力状态下的声发射特征,选取声发射振铃计数、累计振铃计数、能量、累...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 类煤岩材料研制研究现状
1.2.2 煤岩组合体裂隙演化规律研究现状
1.2.3 存在问题
1.3 研究内容
1.4 研究方法及技术路线
2 不同类型煤岩组合体物理模拟方法
2.1 原型地质条件
2.2 相似理论及相似准则推导
2.2.1 相似三定理
2.2.2 煤岩组合体相似准则推导
2.3 类岩石、型煤材料配比试验研究
2.3.1 类岩石、型煤材料配比试验设计
2.3.2 类岩石、型煤材料标准化制作工艺
2.3.3 类岩石、型煤材料物理力学特性
2.4 煤岩组合体相似材料试件研制
2.4.1 煤岩组合体方案设计
2.4.2 煤岩组合体制作
2.5 本章小结
3 不同类型煤岩组合体物理力学特性
3.1 不同类型煤岩组合体单轴压缩试验
3.2 不同厚度比煤岩组合体力学参数分析
3.2.1 单轴压缩应力-应变及破坏终态特征
3.2.2 抗压强度分析
3.2.3 弹性模量分析
3.2.4 纵波波速分析
3.3 不同强度比煤岩组合体力学参数分析
3.3.1 单轴压缩应力-应变及破坏终态特征
3.3.2 抗压强度分析
3.3.3 弹性模量分析
3.3.4 纵波波速分析
3.4 不同交界面角度煤岩组合体力学参数分析
3.4.1 单轴压缩应力-应变及破坏终态特征
3.4.2 抗压强度分析
3.4.3 弹性模量分析
3.4.4 纵波波速分析
3.5 不同类型煤岩组合体力学参数模型
3.6 本章小结
4 不同类型煤岩组合体单轴压缩声发射特征
4.1 声发射原理及应用
4.2 声发射试验过程
4.3 不同类型煤岩组合体声发射特征
4.3.1 不同厚度比煤岩组合体
4.3.1.1 声发射振铃计数分析及累计振铃计数分析
4.3.1.2 声发射能量及累计能量分析
4.3.1.3 声发射幅值分析
4.3.2 不同强度比煤岩组合体
4.3.2.1 声发射振铃计数分析及累计振铃计数分析
4.3.2.2 声发射能量及累计能量分析
4.3.2.3 声发射幅值分析
4.3.3 不同交界面角度煤岩组合体
4.3.3.1 声发射振铃计数分析及累计振铃计数分析
4.3.3.2 声发射能量及累计能量分析
4.3.3.3 声发射幅值分析
4.4 本章小结
5 不同类型煤岩组合体裂隙扩展规律
5.1 不同厚度比煤岩组合体裂隙扩展规律
5.1.1 裂隙扩展过程
5.1.2 主裂隙扩展特征
5.1.2.1 主裂隙扩展时间特征
5.1.2.2 主裂隙长度特征
5.1.2.3 主裂隙平均扩展速率特征
5.2 不同强度比煤岩组合体裂隙扩展规律
5.2.1 裂隙扩展过程
5.2.2 主裂隙扩展特征
5.2.2.1 主裂隙扩展时间特征
5.2.2.2 主裂隙长度特征
5.2.2.3 主裂隙平均扩展速率特征
5.3 不同交界面角度煤岩组合体裂隙扩展规律
5.3.1 裂隙扩展过程
5.3.2 主裂隙扩展特征
5.3.2.1 主裂隙扩展时间特征
5.3.2.2 主裂隙长度特征
5.3.2.3 主裂隙平均扩展速率特征
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4010254
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 类煤岩材料研制研究现状
1.2.2 煤岩组合体裂隙演化规律研究现状
1.2.3 存在问题
1.3 研究内容
1.4 研究方法及技术路线
2 不同类型煤岩组合体物理模拟方法
2.1 原型地质条件
2.2 相似理论及相似准则推导
2.2.1 相似三定理
2.2.2 煤岩组合体相似准则推导
2.3 类岩石、型煤材料配比试验研究
2.3.1 类岩石、型煤材料配比试验设计
2.3.2 类岩石、型煤材料标准化制作工艺
2.3.3 类岩石、型煤材料物理力学特性
2.4 煤岩组合体相似材料试件研制
2.4.1 煤岩组合体方案设计
2.4.2 煤岩组合体制作
2.5 本章小结
3 不同类型煤岩组合体物理力学特性
3.1 不同类型煤岩组合体单轴压缩试验
3.2 不同厚度比煤岩组合体力学参数分析
3.2.1 单轴压缩应力-应变及破坏终态特征
3.2.2 抗压强度分析
3.2.3 弹性模量分析
3.2.4 纵波波速分析
3.3 不同强度比煤岩组合体力学参数分析
3.3.1 单轴压缩应力-应变及破坏终态特征
3.3.2 抗压强度分析
3.3.3 弹性模量分析
3.3.4 纵波波速分析
3.4 不同交界面角度煤岩组合体力学参数分析
3.4.1 单轴压缩应力-应变及破坏终态特征
3.4.2 抗压强度分析
3.4.3 弹性模量分析
3.4.4 纵波波速分析
3.5 不同类型煤岩组合体力学参数模型
3.6 本章小结
4 不同类型煤岩组合体单轴压缩声发射特征
4.1 声发射原理及应用
4.2 声发射试验过程
4.3 不同类型煤岩组合体声发射特征
4.3.1 不同厚度比煤岩组合体
4.3.1.1 声发射振铃计数分析及累计振铃计数分析
4.3.1.2 声发射能量及累计能量分析
4.3.1.3 声发射幅值分析
4.3.2 不同强度比煤岩组合体
4.3.2.1 声发射振铃计数分析及累计振铃计数分析
4.3.2.2 声发射能量及累计能量分析
4.3.2.3 声发射幅值分析
4.3.3 不同交界面角度煤岩组合体
4.3.3.1 声发射振铃计数分析及累计振铃计数分析
4.3.3.2 声发射能量及累计能量分析
4.3.3.3 声发射幅值分析
4.4 本章小结
5 不同类型煤岩组合体裂隙扩展规律
5.1 不同厚度比煤岩组合体裂隙扩展规律
5.1.1 裂隙扩展过程
5.1.2 主裂隙扩展特征
5.1.2.1 主裂隙扩展时间特征
5.1.2.2 主裂隙长度特征
5.1.2.3 主裂隙平均扩展速率特征
5.2 不同强度比煤岩组合体裂隙扩展规律
5.2.1 裂隙扩展过程
5.2.2 主裂隙扩展特征
5.2.2.1 主裂隙扩展时间特征
5.2.2.2 主裂隙长度特征
5.2.2.3 主裂隙平均扩展速率特征
5.3 不同交界面角度煤岩组合体裂隙扩展规律
5.3.1 裂隙扩展过程
5.3.2 主裂隙扩展特征
5.3.2.1 主裂隙扩展时间特征
5.3.2.2 主裂隙长度特征
5.3.2.3 主裂隙平均扩展速率特征
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4010254
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