煤巖受載表面瞬變電荷變化積聚特征研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-02 09:33
在煤礦資源開采過程中,隨著開采深度和地質(zhì)條件復(fù)雜程度的增大,煤巖體由于擾動(dòng)作用誘發(fā)各種煤巖動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的幾率也逐漸提高,包括煤與瓦斯突出和沖擊地壓等,這些災(zāi)害一旦發(fā)生往往會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此,進(jìn)行小范圍的實(shí)驗(yàn)研究和采取適宜的現(xiàn)場(chǎng)措施對(duì)煤巖體破壞事故進(jìn)行提前有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警一直是廣大研究人員力圖解決和完善的問題。目前在開采現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用的煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)方法主要有兩類:第一類是常規(guī)指標(biāo)預(yù)測(cè)法,即利用鉆屑量、瓦斯涌出初速度等傳統(tǒng)指標(biāo)對(duì)采動(dòng)過程中出現(xiàn)的異,F(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè),但存在準(zhǔn)確率低、資源消耗大等缺點(diǎn);第二類是利用動(dòng)力災(zāi)害過程中能量釋放伴隨的前兆信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)的地球物理方法,包括基于聲音、光、電物理效應(yīng)的聲發(fā)射法、紅外法、電磁輻射法等。該類方法能夠在不影響煤礦生產(chǎn)的前提下對(duì)開采區(qū)域進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),因而也成為了當(dāng)前我國(guó)煤巖動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的主要研究方向之一。利用地電場(chǎng)的異常變化對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)是一種常用的地球物理方法,可以應(yīng)用于對(duì)地震、火山等大尺度地殼巖體動(dòng)力活動(dòng)和災(zāi)害的預(yù)測(cè)。同時(shí),針對(duì)于較小尺度范圍內(nèi)如礦山、堤壩等發(fā)生的動(dòng)力災(zāi)害,廣大學(xué)者也開始著眼于對(duì)其中煤巖材料的帶...
【文章來源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:161 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?2016年肚界主要產(chǎn)煤國(guó)家煤炭產(chǎn)量及消費(fèi)量??:-
求解煤巖材料單軸壓縮破壞的非線性動(dòng)力響應(yīng)過程,與實(shí)驗(yàn)數(shù)椐和理論分析進(jìn)行??同步對(duì)照。??結(jié)合研究目標(biāo)、內(nèi)容及方法,本文確立了如下技術(shù)路線,如圖1.2所示。??15??
??L_|?j?1 ̄1丨輸\端?輸出璃?"??圖2.1煤巖單軸壓縮破壞表面瞬變電荷和微震信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)??Fig.?2.1?Experimental?system?of?transient?charge?and?microseismic?signals?of?coal?and?rock?samples??2.?U單軸壓縮測(cè)試系統(tǒng)??此次實(shí)驗(yàn)中單軸壓縮測(cè)試系統(tǒng)由單軸壓縮實(shí)驗(yàn)臺(tái)、OBS2型液壓泵、YSB-120??型數(shù)字壓力表、絕緣板等組成,負(fù)責(zé)對(duì)煤巖試樣進(jìn)行單軸加壓直至其完全破壞。??具體組成部分及參數(shù)如下:??(1)單軸壓縮實(shí)驗(yàn)臺(tái)??一般的電動(dòng)加載系統(tǒng),如數(shù)字控制式電液伺服壓力機(jī)包含的金屬配件過多,??且需要接通電源才能啟動(dòng),會(huì)對(duì)此次實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的電荷信號(hào)產(chǎn)生較大干擾。??為了盡量減少加載系統(tǒng)自身帶來的干擾,此次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了自行設(shè)計(jì),利用較少??的不銹鋼材料搭建了基本的實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架,并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)與試樣的上下接觸面均安裝??了尼龍材質(zhì)的絕緣板,以保證加載過程中試樣表面產(chǎn)生的瞬變電荷信號(hào)不受實(shí)驗(yàn)??臺(tái)本身的影響。同時(shí)將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的尺寸縮小,使操作更加方便、簡(jiǎn)單。單軸壓縮實(shí)??驗(yàn)臺(tái)實(shí)物圖如圖2.2所示。??UI?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微震監(jiān)測(cè)技術(shù)及其在煤礦的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 李楠,王恩元,GE Mao-chen. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(S1)
[2]受載復(fù)合煤巖變形破裂力電熱耦合模型[J]. 楊楨,代爽,李鑫,齊慶杰. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(11)
[3]2005—2014年我國(guó)煤礦災(zāi)害事故特征及規(guī)律研究[J]. 李波,巨廣剛,王珂,張路路,孫東輝. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2016(03)
[4]2005-2014年我國(guó)煤礦瓦斯事故統(tǒng)計(jì)分析[J]. 陳曉坤,蔡燦凡,肖旸. 煤礦安全. 2016(02)
[5]我國(guó)煤礦沖擊地壓的研究現(xiàn)狀:機(jī)制、預(yù)警與控制[J]. 姜耀東,趙毅鑫. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[6]預(yù)制裂紋煤系巖石破壞的電磁輻射規(guī)律研究[J]. 宋曉艷,李忠輝. 煤礦安全. 2015(10)
[7]礦震誘發(fā)型沖擊地壓臨場(chǎng)預(yù)警機(jī)制及應(yīng)用研究[J]. 姜福興,姚順利,魏全德,張立明,王顏亮. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(S1)
[8]單軸壓縮下混凝土孔洞內(nèi)壁表面電位特征[J]. 劉貞堂,李學(xué)龍,李忠輝,劉永杰,楊玉龍,馮俊軍. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(S2)
[9]我國(guó)沖擊地壓礦井類型及防治方法研究[J]. 齊慶新,歐陽(yáng)振華,趙善坤,李宏艷,李曉璐,張寧博. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2014(10)
[10]煤體沖擊破壞超低頻/極低頻電磁異常特征分析[J]. 李成武,楊威,徐曉萌,王啟飛. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(10)
博士論文
[1]受載煤體振動(dòng)破壞特征及致災(zāi)機(jī)理研究[D]. 孫曉元.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[2]煤點(diǎn)錘擊破壞瞬變電磁信號(hào)特征實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王川.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015
[3]巖石破裂過程的擴(kuò)展有限元法研究[D]. 師訪.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2015
[4]煤與瓦斯突出前兆低頻電磁信號(hào)接收技術(shù)研究[D]. 邢云峰.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2014
[5]礦震震動(dòng)波波速層析成像原理及其預(yù)測(cè)煤礦沖擊危險(xiǎn)應(yīng)用實(shí)踐[D]. 鞏思園.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2010
[6]煤巖變形破裂電荷感應(yīng)規(guī)律的研究[D]. 趙揚(yáng)鋒.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]我國(guó)煤礦生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)測(cè)[D]. 趙春俠.西南科技大學(xué) 2017
[2]基于聲發(fā)射的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)研究[D]. 宋一鳴.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012
[3]巖石變形與電磁輻射的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳國(guó)強(qiáng).中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2009
本文編號(hào):3317329
【文章來源】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:161 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?2016年肚界主要產(chǎn)煤國(guó)家煤炭產(chǎn)量及消費(fèi)量??:-
求解煤巖材料單軸壓縮破壞的非線性動(dòng)力響應(yīng)過程,與實(shí)驗(yàn)數(shù)椐和理論分析進(jìn)行??同步對(duì)照。??結(jié)合研究目標(biāo)、內(nèi)容及方法,本文確立了如下技術(shù)路線,如圖1.2所示。??15??
??L_|?j?1 ̄1丨輸\端?輸出璃?"??圖2.1煤巖單軸壓縮破壞表面瞬變電荷和微震信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)??Fig.?2.1?Experimental?system?of?transient?charge?and?microseismic?signals?of?coal?and?rock?samples??2.?U單軸壓縮測(cè)試系統(tǒng)??此次實(shí)驗(yàn)中單軸壓縮測(cè)試系統(tǒng)由單軸壓縮實(shí)驗(yàn)臺(tái)、OBS2型液壓泵、YSB-120??型數(shù)字壓力表、絕緣板等組成,負(fù)責(zé)對(duì)煤巖試樣進(jìn)行單軸加壓直至其完全破壞。??具體組成部分及參數(shù)如下:??(1)單軸壓縮實(shí)驗(yàn)臺(tái)??一般的電動(dòng)加載系統(tǒng),如數(shù)字控制式電液伺服壓力機(jī)包含的金屬配件過多,??且需要接通電源才能啟動(dòng),會(huì)對(duì)此次實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的電荷信號(hào)產(chǎn)生較大干擾。??為了盡量減少加載系統(tǒng)自身帶來的干擾,此次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了自行設(shè)計(jì),利用較少??的不銹鋼材料搭建了基本的實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架,并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)與試樣的上下接觸面均安裝??了尼龍材質(zhì)的絕緣板,以保證加載過程中試樣表面產(chǎn)生的瞬變電荷信號(hào)不受實(shí)驗(yàn)??臺(tái)本身的影響。同時(shí)將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的尺寸縮小,使操作更加方便、簡(jiǎn)單。單軸壓縮實(shí)??驗(yàn)臺(tái)實(shí)物圖如圖2.2所示。??UI?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微震監(jiān)測(cè)技術(shù)及其在煤礦的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 李楠,王恩元,GE Mao-chen. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(S1)
[2]受載復(fù)合煤巖變形破裂力電熱耦合模型[J]. 楊楨,代爽,李鑫,齊慶杰. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(11)
[3]2005—2014年我國(guó)煤礦災(zāi)害事故特征及規(guī)律研究[J]. 李波,巨廣剛,王珂,張路路,孫東輝. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2016(03)
[4]2005-2014年我國(guó)煤礦瓦斯事故統(tǒng)計(jì)分析[J]. 陳曉坤,蔡燦凡,肖旸. 煤礦安全. 2016(02)
[5]我國(guó)煤礦沖擊地壓的研究現(xiàn)狀:機(jī)制、預(yù)警與控制[J]. 姜耀東,趙毅鑫. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[6]預(yù)制裂紋煤系巖石破壞的電磁輻射規(guī)律研究[J]. 宋曉艷,李忠輝. 煤礦安全. 2015(10)
[7]礦震誘發(fā)型沖擊地壓臨場(chǎng)預(yù)警機(jī)制及應(yīng)用研究[J]. 姜福興,姚順利,魏全德,張立明,王顏亮. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(S1)
[8]單軸壓縮下混凝土孔洞內(nèi)壁表面電位特征[J]. 劉貞堂,李學(xué)龍,李忠輝,劉永杰,楊玉龍,馮俊軍. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(S2)
[9]我國(guó)沖擊地壓礦井類型及防治方法研究[J]. 齊慶新,歐陽(yáng)振華,趙善坤,李宏艷,李曉璐,張寧博. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2014(10)
[10]煤體沖擊破壞超低頻/極低頻電磁異常特征分析[J]. 李成武,楊威,徐曉萌,王啟飛. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(10)
博士論文
[1]受載煤體振動(dòng)破壞特征及致災(zāi)機(jī)理研究[D]. 孫曉元.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[2]煤點(diǎn)錘擊破壞瞬變電磁信號(hào)特征實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王川.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015
[3]巖石破裂過程的擴(kuò)展有限元法研究[D]. 師訪.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2015
[4]煤與瓦斯突出前兆低頻電磁信號(hào)接收技術(shù)研究[D]. 邢云峰.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2014
[5]礦震震動(dòng)波波速層析成像原理及其預(yù)測(cè)煤礦沖擊危險(xiǎn)應(yīng)用實(shí)踐[D]. 鞏思園.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2010
[6]煤巖變形破裂電荷感應(yīng)規(guī)律的研究[D]. 趙揚(yáng)鋒.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]我國(guó)煤礦生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)測(cè)[D]. 趙春俠.西南科技大學(xué) 2017
[2]基于聲發(fā)射的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)研究[D]. 宋一鳴.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012
[3]巖石變形與電磁輻射的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳國(guó)強(qiáng).中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2009
本文編號(hào):3317329
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/kuangye/3317329.html
最近更新
教材專著