發(fā)布時間：2017-07-14 18:12

  本文關鍵詞：煤與瓦斯突出過程能量演化研究

  更多相關文章： 煤與瓦斯突出 相似材料 瓦斯壓力 地應力 相對突出強度

【摘要】：煤與瓦斯作突出為煤礦生產(chǎn)過程中的一個重要災害之一,嚴重影響著礦井的安全生產(chǎn),目前仍然是一個世界性的難題,隨著開采條件的不斷惡化,各類煤炭災害日趨嚴重。由于煤與瓦斯突出的復雜性和危險性,在現(xiàn)場進行試驗的難度較大,在實驗室利用煤與瓦斯突出模擬實驗裝置,對突出過程中的能量變化進行研究是主要的研究方法之一。本文以硅酸鹽水泥、腐殖酸鈉、羥甲基纖維素鈉和硅酸鈉等材料為基料,分別研究各類膠結材料對煤的力學性質、堅固性系數(shù)、瓦斯吸附解析特性的影響。并通過正交實驗復配研發(fā)新型型煤膠結劑,研制近似原煤的突出模擬試驗的型煤。認為當膠結材料配比為水泥:腐殖酸鈉:CMC:活性炭=2%:12~15%:4%:4~6%時,型煤的抗壓強度和瓦斯吸附特性與原煤較為接近。為研究煤與瓦斯突出過程的能量演化情況,以煤與瓦斯突出誘發(fā)的兩個重要因素瓦斯壓力和地應力為研究變量,分別設計瓦斯壓力(0.65MPa、0.75Ma、0.85MPa和0.95MPa)和地應力(5 MPa、10 MPa、15 MPa和20MPa)各4個不同的變量參數(shù),進行正交實驗,對煤與瓦斯突出過程的能量變化過程進行演化研究。試驗結果發(fā)現(xiàn)隨著瓦斯壓力和地應力的增大,突出煤量也逐漸增多,突出強度與突出效果也隨之增強。當瓦斯壓力為0.65MPa時,不會發(fā)生突出現(xiàn)象,隨著突出能量的增加,先是在靠近突出口的區(qū)域內收集到煤量,隨后在各個區(qū)域內都可以收集到煤樣。當瓦斯壓力為0.75MPa時,突出煤量為2.99kg-3.19kg,占試驗所用煤量的19.95%-21.34%,;當瓦斯壓力為0.85MPa時,突出煤量為3.50kg-3.73kg,占試驗所用煤量的23.19%-24.79%;當瓦斯壓力為0.95MPa時,突出的煤量為4.30kg-4.61kg,占試驗所用煤量的28.65%-30.70%。對相同瓦斯壓力不同地應力的試驗突出煤量和相同地應力不同瓦斯壓力的突出煤量進行比較分析可以發(fā)現(xiàn),隨著瓦斯壓力和地應力的逐漸增加,相對突出強度逐漸增加的。參考突出能量變化規(guī)律,認為瓦斯壓力對突出強度的影響要大于地應力。研究為煤與瓦斯突出防治提供參考。
【關鍵詞】：煤與瓦斯突出 相似材料 瓦斯壓力 地應力 相對突出強度
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD713
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 煤與瓦斯突出機理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 煤與瓦斯突出實驗室模擬研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 研究內容及技術路線16-19
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 技術路線17-19
• 第二章 煤與瓦斯突出裝置19-25
• 2.1 研制思路19-20
• 2.2 模擬試驗裝置結構20-23
• 2.2.1 高壓密封腔體20-21
• 2.2.2 壓力加載系統(tǒng)21
• 2.2.3 氣體加載系統(tǒng)21-22
• 2.2.4 快速釋放機構22
• 2.2.5 氣壓采集系統(tǒng)22-23
• 2.2.6 高速攝像裝置23
• 2.3 本章小結23-25
• 第三章 相似材料的研制25-39
• 3.1 相似理論25-26
• 3.2 相似材料的研制26-31
• 3.2.1 粒徑分布的選擇28
• 3.2.2 成型水分的選擇28
• 3.2.3 成型壓力的選擇28
• 3.2.4 干燥時間的選擇28-29
• 3.2.5 膠結劑材料的選擇29-31
• 3.3 結果與討論31-35
• 3.3.1 紅外光譜分析31-32
• 3.3.2 基本力學參數(shù)32-33
• 3.3.3 堅固性系數(shù)33-34
• 3.3.4 吸附解吸性質34-35
• 3.4 膠結材料復配35-36
• 3.5 本章小結36-39
• 第四章 煤與瓦斯突出試驗方法39-49
• 4.1 試驗方案設計40-41
• 4.2 實驗步驟41-47
• 4.2.1 型煤的制作41-45
• 4.2.2 密封抽真空45-46
• 4.2.3 壓力加載和充氣46
• 4.2.4 突出準備46-47
• 4.2.5 實驗數(shù)據(jù)收集47
• 4.3 本章小結47-49
• 第五章 煤與瓦斯突出試驗過程及結果49-57
• 5.1 試驗Ⅰ突出結果49-50
• 5.2 試驗Ⅱ突出結果50-52
• 5.3 試驗Ⅲ突出結果52-54
• 5.4 試驗Ⅳ突出結果54-56
• 5.5 本章小結56-57
• 第六章 煤與瓦斯突出實驗結果分析57-69
• 6.1 突出能量理論57
• 6.2 突出煤量57-65
• 6.2.1 同瓦斯壓力不同地應力突出煤量情況58-61
• 6.2.2 同地應力不同瓦斯壓力突出煤量情況61-65
• 6.3 能量轉化65-67
• 6.4 本章小結67-69
• 第七章 結論及展望69-71
• 7.1 論文結論69-70
• 7.2 論文展望70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文77

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