采空区顶板力—电特征及其点火特性研究

发布时间：2025-03-14 23:13

　　由于采空区内条件的复杂性,防治采空区及工作面瓦斯爆炸一直是煤矿安全工作的重点和难点,遏制采空区瓦斯爆炸事故对保障我国煤炭能源安全和进一步实现煤矿安全形势的根本好转具有非常重要意义。由于采空区的隐蔽性,人们至今对引发采空区瓦斯燃烧爆炸的点火源类型及特性认识不足,在防治工作中缺少针对性,导致采空区成为近年来国内外重特大瓦斯爆炸事故的主要地点。许多火灾和爆炸案例都归因于难以识别的火源,隐蔽性和原因不明的点火源成为研究的难点。本文提出顶板在地应力作用下的变形破裂造成的电效应是采空区瓦斯爆炸新的产灾机制,从电效应的角度揭示点火特性。基于此,本文构建不同岩石力-电特性测试系统,开展物理实验、数值模拟、理论分析与结合实际案例,研究不同岩性岩石受载变形破裂过程中的产电、放电、引燃瓦斯致灾的特性及机制。取得的主要成果和结论如下:首先,通过构建力电实验系统,研究了不同岩样在不同加载速率和加载方式作用下电流、电压的变化规律,揭示了顶板砂岩的产电特性。结果表明加载速率越大,岩样的平均电荷释放速率就越大,加载速率是岩样自由电荷释放速率的决定性因素;而在岩样破坏瞬间形成的峰值电流和电压,与加载速率的大小并不成比例关...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-1岩样制备流程图

博士学位论文14中干燥48h，以消除所有可透气孔隙中的水分。岩样的制备流程见图2-1。如图2-1（a）所示为从煤矿取样的原岩样品，2-1（b）为加工机器。表2-1所示为不同岩样的平均密度。图2-1岩样制备流程图Figure2-1Rocksamplepreparation表2-1各....

图2-3压缩加载实验系统

2煤矿顶板砂岩应力作用下的产电特性152.1.2.1单轴压缩测试系统本文采用电液式万能试验机MTS-C64.605（美特斯工业有限公司）进行单轴压缩实验，可以实时记录力、载荷、应变等参数随时间的变化，采样速率高。支持多种控制方式，常用的有力控制、应变控制、位移控制等。其计算机系统....

图2-4电流电压数据采集及记录系统

2煤矿顶板砂岩应力作用下的产电特性152.1.2.1单轴压缩测试系统本文采用电液式万能试验机MTS-C64.605（美特斯工业有限公司）进行单轴压缩实验，可以实时记录力、载荷、应变等参数随时间的变化，采样速率高。支持多种控制方式，常用的有力控制、应变控制、位移控制等。其计算机系统....

图3-1X射线衍射仪Figure3-1X-raydiffractometer

博士学位论文44图3-1X射线衍射仪Figure3-1X-raydiffractometer本次实验采用粉末样品测试，为降低水分对测试造成的干扰，对岩样均做干燥处理。实验样品分别来自第二章所取岩样，分别为来自山东烟台市的花岗岩（HGY），云南大理市的大理岩（DLY），徐州张双楼煤....

本文编号：4034766