微震監(jiān)測技術作為動態(tài)預測最具前途的方法之一,其預警突出仍然停留在探索階段。為了研究微震監(jiān)測技術預測煤與瓦斯突出的可行性和預警方法,本文采用實驗室試驗、數值模擬、理論分析和現場試驗相結合的方法,研究了不同類型突出煤體變形破壞過程的聲發(fā)射演化特征;探討了四種典型突出危險的微震前兆特性;基于前人現場監(jiān)測數據,揭示了現場煤與瓦斯突出(危險)的微震前兆特征,并提出了綜合突出危險預警模型;且在陽煤集團新元煤礦開展了微震監(jiān)測預警突出的工業(yè)化試驗研究,取得以下研究成果:(1)實驗室試驗研究了不同類型突出煤體變形破壞過程的聲發(fā)射演化特征,得出了加載應力和煤體力學性質對聲發(fā)射的影響規(guī)律:原煤聲發(fā)射參數與應力之間總體上呈正相關關系,而型煤聲發(fā)射參數的演化分為兩個階段,峰前的平靜期和峰后的爆發(fā)期,其破壞的聲發(fā)射參數具有突增性;原煤聲發(fā)射參數的均值和峰值均遠大于型煤的聲發(fā)射參數對應值。(2)基于聲發(fā)射的實驗結論和前人的研究成果,數值模擬定性分析了四種典型的掘進工作面突出危險的微震前兆特征:煤巷掘進遇區(qū)域構造煤和煤巷掘進遇軟分層時,微震信號演化經歷了三個階段,安全期、前震期和平靜期;而石門揭煤和煤巷掘進遇斷層時,微震強度總體上呈逐漸增大的趨勢。(3)基于四種典型突出危險的微震前兆特征,并結合現場煤與瓦斯突出(危險)的微震前兆特性,建立綜合突出危險預警模型:該模型包含三條判據,第一條判識預警指標的高值異常;第二條判識預警指標的相對變化率的高值異常;第三條判識預警指標的卡方值的高值異常。且通過實例驗證了預警模型的準確性、有效性和實用性。(4)微震監(jiān)測技術的工程應用驗證了綜合突出危險預警模型的準確性和有效性:在突出危險區(qū),微震預警指標及其卡方值數值較大且多次超過預警臨界值;另外,瓦斯涌出量和日常預測預報結果也相對較大,且伴隨有突出動力現象。
【學位單位】：煤炭科學研究總院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TD713

【參考文獻】

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本文編號：2812230