本文關(guān)鍵詞：煤巖失穩(wěn)破壞聲發(fā)射—微震特征及在沖擊地壓預測中應(yīng)用

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【摘要】：隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增加,深部開采已經(jīng)成為必然,這使得煤巖體失穩(wěn)破壞更加復雜,前兆特征不明顯,而煤巖失穩(wěn)破壞前兆特征是預測沖擊地壓等煤巖動力災害的主要手段。本文采用實驗室試驗、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測等手段,針對強沖擊傾向性煤體以及沖擊地壓礦井,研究煤巖體失穩(wěn)破壞的前兆特征,并將其應(yīng)用到煤礦井下沖擊地壓的預測中。通過強沖擊傾向性煤體失穩(wěn)破壞過程的實驗研究,應(yīng)用擴容理論細化煤體失穩(wěn)過程,分析煤體強度的尺寸效應(yīng),認為均質(zhì)度是尺寸效應(yīng)的主要影響因素；將聲發(fā)射常規(guī)監(jiān)測手段與空間定位方法相結(jié)合,對煤體失穩(wěn)破壞前兆特征及失穩(wěn)破壞過程進行研究,認為聲發(fā)射各參量均可以表征煤巖體失穩(wěn)破壞過程,前兆聲發(fā)射特征對尺寸不敏感；借助微震監(jiān)測手段探求沖擊地壓礦井工作面煤巖體失穩(wěn)破壞的前兆特征,發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射與微震所選取的監(jiān)測參量在預測煤巖體失穩(wěn)破壞上具有一致性；在此基礎(chǔ)上借鑒天然地震預測指標,將現(xiàn)場微震監(jiān)測參量在時間、空間、強度上進行關(guān)聯(lián)分析,形成4類11個預示煤巖失穩(wěn)破壞的微震預警指標；運用層次分析法、R值評分法、灰色預測理論等數(shù)學方法,建立了基于微震監(jiān)測指標的沖擊地壓預測模型,并在沖擊地壓礦井使用該方法,取得較好的預測效果。
【關(guān)鍵詞】：沖擊地壓 聲發(fā)射-微震特征 尺寸效應(yīng) 預警指標
【學位授予單位】：煤炭科學研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD324
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 選題背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 煤巖失穩(wěn)破壞前兆聲發(fā)射信息識別技術(shù)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 煤巖失穩(wěn)破壞前兆微震特征研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 沖擊地壓微震預測方法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 目前研究中存在的不足16-17
• 1.4 研究內(nèi)容和研究方法17-19
• 2 強沖擊傾向性煤體破壞的實驗研究19-34
• 2.1 強沖擊傾向性煤體失穩(wěn)破壞應(yīng)力應(yīng)變研究19-26
• 2.1.1 實驗方案19-22
• 2.1.2 強沖擊傾向性煤體失穩(wěn)破壞應(yīng)力應(yīng)變研究22-26
• 2.2 尺寸效應(yīng)對強沖擊傾向性煤體應(yīng)力的影響26-33
• 2.2.1 尺寸效應(yīng)初步探討26-28
• 2.2.2 基于韋伯分布的強度尺寸效應(yīng)研究28-30
• 2.2.3 尺寸效應(yīng)影響因素研究30-33
• 2.3 小結(jié)33-34
• 3 煤體失穩(wěn)破壞的前兆聲發(fā)射特征研究34-60
• 3.1 聲發(fā)射參數(shù)簡介34-35
• 3.2 煤巖失穩(wěn)破壞前兆聲發(fā)射特征研究35-51
• 3.2.1 聲發(fā)射統(tǒng)計參量前兆特征研究35-39
• 3.2.2 煤巖失穩(wěn)破壞b值的動態(tài)特征規(guī)律研究39-44
• 3.2.3 聲發(fā)射序列的分形特征研究44-51
• 3.3 煤巖失穩(wěn)破壞時空演化規(guī)律研究51-58
• 3.4 小結(jié)58-60
• 4 煤巖失穩(wěn)破壞前兆的微震特征研究60-74
• 4.1 躍進煤礦概況60-63
• 4.1.1 躍進煤礦沖擊地壓顯現(xiàn)61
• 4.1.2 躍進煤礦23070工作面概況61-63
• 4.2 微震事件空間演化規(guī)律研究63-67
• 4.3 煤巖失穩(wěn)破壞前兆微震特征研究67-71
• 4.3.1 能量與頻次關(guān)系67-68
• 4.3.2 震級與頻次關(guān)系研究68-70
• 4.3.3 微震事件的非線性特性研究70-71
• 4.4 兩種尺度煤巖體失穩(wěn)破壞前兆特征對比研究71-73
• 4.5 小結(jié)73-74
• 5 基于微震監(jiān)測的沖擊地壓預測方法研究74-96
• 5.1 沖擊地壓監(jiān)測預警指標74-83
• 5.1.1 微震事件能量-頻次分析74-76
• 5.1.2 微震事件震級分析76-78
• 5.1.3 微震活動性指標78-82
• 5.1.4 微震活動時空遷移指標82-83
• 5.2 微震監(jiān)測指標的權(quán)值預測83-85
• 5.3 多指標預測方法85-92
• 5.3.1 微震指標歸一化85-86
• 5.3.2 微震指標預測效能評估86-88
• 5.3.3 微震綜合指標的創(chuàng)建88-89
• 5.3.4 灰色理論預測模型89-92
• 5.4 預測方法工程驗證92-95
• 5.5 小結(jié)95-96
• 6 結(jié)論與展望96-98
• 6.1 主要結(jié)論96-97
• 6.2 展望97-98
• 參考文獻98-106
• 致謝106-107
• 作者簡介107

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