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受载组合煤岩电磁辐射规律及其应用研究

作　者: 付京斌
导　师: 何学秋
学　校: 中国矿业大学（北京）
专　业: 安全技术及工程
关键词: 组合煤岩变形破裂电磁辐射(EME) 耦合煤与瓦斯突出
分类号: TD713
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 139次
引　用: 1次
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内容摘要

采用实验室研究、理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,实验研究了受载组合煤岩的电磁辐射规律,阐述了组合煤岩破坏特征及其与电磁辐射信号特征之间的关系。对受载组合煤岩的变形破裂力学过程进行了分析；在此基础上理论研究了一维和三维情况下煤岩的力电耦合规律,推导得到了该模型中参数的确定方法,并结合实验结果对其中的参数进行了计算；现场对成庄矿和大淑村矿掘进工作面进行了电磁辐射日常预测煤与瓦斯突出试验研究；利用现场试验、数值模拟和理论分析对大淑村矿进行了电磁辐射保护范围研究,数值模拟结果和理论分析结果及现场测试结果相一致。论文研究的结果将为进一步应用电磁辐射监测技术预测预报煤与瓦斯突出提供了理论基础和一种新的研究方法。

全文目录

摘要  5
Abstract  5-6
详细摘要  6-9
Detailed Abstract  9-16
1 引言  16-26
  1.1 论文的研究意义  16
  1.2 国内外研究现状综述  16-22
    1.2.1 电磁辐射现象  16-17
    1.2.2 煤岩破坏电磁辐射机理及特性研究现状  17-18
    1.2.3 煤与瓦斯突出发生机理研究现状  18-19
    1.2.4 煤与瓦斯突出预测方法研究现状  19-21
    1.2.5 电磁辐射预测煤与瓦斯突出研究现状  21-22
  1.3 需要进一步解决的关键问题  22-23
  1.4 主要研究内容和方法  23-24
    1.4.1 主要研究内容  23
    1.4.2 研究方法  23-24
  1.5 论文的创新性  24-26
2 组合煤岩破坏电磁辐射实验研究  26-36
  2.1 试样、实验系统及方案  26-29
    2.1.1 组合煤岩试样制作  26-27
    2.1.2 电磁辐射及声发射实验系统  27-28
    2.1.3 实验方案及步骤  28-29
  2.2 实验结果分析  29-32
    2.2.1 受载组合煤岩电磁辐射实验结果分析  29-32
  2.3 受载组合煤岩力学过程分析  32-35
    2.3.1 组合煤岩样单轴压缩下应力分析  32-33
    2.3.2 组合煤岩的单轴强度条件分析  33-35
  2.4 本章小结  35-36
3 煤岩破坏力电耦合模型  36-46
  3.1 煤岩破坏电磁辐射机理探讨  36-38
  3.2 煤岩破坏力电耦合模型  38-42
    3.2.1 煤岩强度的统计损伤理论  38-40
    3.2.2 煤岩一维力电耦合模型  40-41
    3.2.3 煤岩三维力电耦合模型  41-42
  3.3 电磁辐射力电耦合模型参数的确定  42-44
    3.3.1 力电耦合模型参数的计算方法  42
    3.3.2 计算结果  42-44
  3.4 本章小结  44-46
4 在突出危险区域——未保护原始煤体电磁辐射预测方法实验研究  46-85
  4.1 电磁辐射技术预测煤与瓦斯突出原理  46-47
  4.2 电磁辐射监测仪及测试方法  47-52
  4.3 掘进工作面煤与瓦斯突出预测试验结果分析  52-84
    4.3.1 172101电磁辐射测试结果及分析  52-60
    4.3.2 174203电磁辐射测试结果及分析  60-66
    4.3.3 成庄矿4215、4220电磁辐射测试结果及分析  66-76
    4.3.4 红菱矿1200运输巷及1204回风顺槽电磁辐射测试结果及分析  76-84
  4.4 本章小结  84-85
5 保护层保护范围电磁辐射预测实验研究及数值模拟研究  85-114
  5.1 保护层开采的保护范围及效果的研究意义  85-87
  5.2 保护层开采有效保护范围电磁辐射测试验结果及分析  87-99
    5.2.1 试验区域概况  87
    5.2.2 电磁辐射监测技术实现保护范围测试技术原理及特点  87-88
    5.2.3 煤与瓦斯突出区域预测实施方案设计  88-89
    5.2.4 172202掘进工作面电磁辐射现场试验测试结果及分析  89-99
  5.3 保护层开采前后掘进过程中岩层应力场的数值模拟  99-109
    5.3.1 煤岩材料破坏准则  99-100
    5.3.2 围岩巷道的弹塑性分析及应力分布特点  100-102
    5.3.3 FLAC数值模拟方法在采矿工程中的应用  102
    5.3.4 矿山巷道掘进围岩三维应力场的数值模拟  102-109
  5.4 保护层有效保护范围验证  109-112
    5.4.1 电磁辐射测试结果  109
    5.4.2 矿压观测结果  109-110
    5.4.3 工程实践经验计算  110-112
  5.5 本章小结  112-114
6 结论与展望  114-116
参考文献  116-122
致谢  122-124
作者简介  124
在校期间发表的论文  124
在校期间参加的科研课题  124

受载组合煤岩电磁辐射规律及其应用研究

内容摘要

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