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《深部采動應(yīng)力影響下煤與瓦斯突出物理模擬試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、深部采動應(yīng)力影響下煤與瓦斯突出物理模擬試驗研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(專業(yè)學(xué)位)學(xué)生姓名：張超林指導(dǎo)教師：彭守建副教授兼職導(dǎo)師：李德文研究員學(xué)位類別：工程碩士（安全工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)資源及環(huán)境科學(xué)學(xué)院二O一五年四月PhysicalSimulationExperimentonCoalandGasOutburstunderDeepMining-inducedStressAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessi
2、onalDegreeByZhangChaolinSupervisedbyAss.Prof.PengShoujianPluralisticSupervisedbyLec.LiDewenSpecialty:ME(SafetyEngineeringField)CollegeofResourcesandEnvironmentalScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015中文摘要摘要煤與瓦斯突出是發(fā)生在煤礦生產(chǎn)過程中的一種極其復(fù)雜的動力現(xiàn)象，是嚴(yán)重威脅國內(nèi)外煤礦安全生產(chǎn)的自
3、然災(zāi)害之一。近年來，隨著采掘深度不斷增加，地應(yīng)力與瓦斯壓力不斷加大，煤炭開采的地質(zhì)條件和技術(shù)條件也日趨復(fù)雜，導(dǎo)致煤與瓦斯突出礦井的數(shù)目不斷增多，突出次數(shù)也日益頻繁，同時由于煤礦井下開采活動，使煤巖體中地應(yīng)力場發(fā)生變化，在掘進工作面或回采工作面前方將形成由卸壓區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)和原始應(yīng)力區(qū)組成的“三帶”，給煤與瓦斯突出的預(yù)防與治理帶來更大的困難?；诿号c瓦斯突出的綜合作用假說，本文在對成型煤樣進行基本物理力學(xué)參數(shù)測定的基礎(chǔ)上，利用煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室（重慶大學(xué)）自主研發(fā)的多場耦合煤礦動力災(zāi)害大型模擬試驗系統(tǒng)和美國聲學(xué)物理
4、公司生產(chǎn)的PCI-2型聲發(fā)射系統(tǒng)進行了深部采動條件下不同應(yīng)力集中系數(shù)對煤與瓦斯突出影響的物理模擬試驗，對試驗過程中儲層氣壓、煤體溫度、煤體聲發(fā)射特性、煤體變形、打擊力特性、突出強度、突出煤粉的分選性、突出孔洞等進行了研究，取得了以下主要成果：(1)從煤與瓦斯突出的孕育到突出終止過程中，儲層氣壓和煤體溫度在時空演化規(guī)律上較為一致：抽真空過程中，氣壓下降、溫度隨之下降；充氣吸附過程中，氣壓上升、溫度隨之上升；突出過程中氣壓和溫度都表現(xiàn)為先迅速下降然后慢慢趨于穩(wěn)定，且距突出口距離越近，氣壓和溫度下降越快、下降量越大，其中突出口附近氣壓
5、出現(xiàn)多次上升再下降現(xiàn)象。煤體聲發(fā)射特性表現(xiàn)為：AE計數(shù)和AE能量在煤與瓦斯突出孕育階段較弱，在突出階段較強，當(dāng)突出之后氣壓和溫度趨于穩(wěn)定時，無明顯聲發(fā)射信號。(2)突出的發(fā)展是煤體由突出啟動點向周圍逐漸破壞并拋出的過程，且突出過程具有陣發(fā)性，表現(xiàn)為煤體的間歇式多次拋出以及氣壓和打擊力的反復(fù)升降；突出過程中氣壓等壓面近似以突出口為球心呈球面分布，且氣體解吸區(qū)域近似呈球殼狀逐漸向外擴展，球殼附近氣壓梯度較大。煤與瓦斯突出過程對突出煤粉具有明顯的分選性：突出后大粒徑煤粉質(zhì)量比例下降，小粒徑煤粉質(zhì)量比例上升，并且小粒徑煤粉主要分布在突出
6、區(qū)域中部。(3)應(yīng)力集中系數(shù)(K)對煤與瓦斯突出具有顯著的影響：K值越大，應(yīng)力加載過程中煤體應(yīng)變越大、突出過程中氣壓下降越慢、突出過程中AE計數(shù)和AE能量峰I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文值越高、突出過程中打擊力峰值越高、相對突出強度越大、突出孔洞體積越大、煤粉的分選作用越明顯。而突出過程中煤體溫度的變化與K值關(guān)系不大。關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出，物理模擬，采動應(yīng)力，應(yīng)力集中系數(shù)，時空演化II英文摘要ABSTRACTBeingoneoftheseriousnaturaldisastersthreateningthesafetyproductio
7、nofcoalmineathomeandabroad,coalandgasoutburstisakindofextremelycomplexdynamicphenomenawhichhappensduringtheprocessofcoalmining.Withtheincreasingofminingdepthinrecentyears,thein-situstressandgaspressureareenlarging,besides,thegeologicalandtechnicalconditionsofcoalmini
8、ngaregrowingmorecomplex,thusthenumbersofcoalandgasoutburstsincreaseatthesametime.Thein-situstressincoalchangeswiththemineminingacti
