学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

采动空间围岩应力监测技术及应用研究

作　者: 徐文全
导　师: 罗新荣; 王恩元
学　校: 中国矿业大学
专　业: 安全技术与工程
关键词: 采动应力 实时监测 自适应耦合 煤岩失稳 空间采动应力梯度
分类号: TD311
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
下　载: 514次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着我国煤矿开采深度及强度不断增加，采动空间围岩应力分布变化越来越复杂，由采动围岩应力引起的煤岩失稳现象也日趋严重。采动围岩应力实时监测研究，有助于深入分析并揭示采动空间围岩应力的分布及演化规律，从而为准确预测预防冲击地压等煤岩动力灾害提供技术支持。针对现有应力计与煤岩体耦合困难，本文建立了应力计与钻孔周围煤岩体耦合力学模型；揭示了应力计与煤岩体耦合力学机理；开发了能够与煤岩体良好耦合的采动应力实时监测系统；运用该系统并结合FLAC3D等技术研究了采动空间围岩应力时空分布及其演化规律；在此基础上，提出了采掘空间采动应力临界梯度预警技术及方法，并在现场得到验证和应用。本文主要研究成果如下：（1）建立了应力计与钻孔周围煤岩体耦合力学模型，揭示了应力计与煤岩体耦合力学机理，为确定应力计合理初承力及实现应力计与煤岩体的最佳耦合提供理论依据。（2）发明了采动应力实时监测技术及方法，开发了采动应力实时监测系统，该系统中应力计能够与钻孔周围煤岩体自适应良好耦合，且可实现单向、双向及三向应力实时监测，并能与KJ系统进行联网运行，实现对应力数据的同步实时传输、存储与处理；提出了按照一定角度组合应力感应探头，监测以钻孔轴心为法线的平面中两个主应力大小及方向变化的方法。（3）应用采动应力实时监测系统对梁北煤矿11061软煤孤岛综采工作面动压区应力进行了监测研究，并结合FLAC3D数值模拟、电磁辐射及支护阻力监测技术，综合分析了采动空间围岩应力的时空分布及演化规律。结果表明：11061软煤孤岛工作面煤体中采动应力以垂直方向为主，影响范围及变化量相对水平应力较大；煤壁前方卸压带宽度约为6m，采动影响距离约为120m，相对一般综采工作面偏大；相邻采空区叠加应力在倾向产生双应力峰值，小的应力峰值距巷帮约为68m，大的应力峰值距巷帮约为17m。（4）提出了采掘空间采动应力临界梯度预警技术，该技术包含采动应力、钻屑量、电磁辐射、支护阻力指标，并在11061工作面进行了验证和应用。结果表明：在煤岩体物理性质、地质条件及应力状态相同条件下，随着空间应力梯度的增大，巷道片帮、变形等矿压显现程度及频率明显增大；通过爆破卸压等技术可降低煤岩体空间采动应力梯度，及时释放因围岩采动应力变化积聚的弹性能，能够有效预防煤岩动力灾害。本论文有图77幅，表8个，参考文献192篇。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
Extended Abstract  9-12
目录  12-14
Contents  14-16
图清单  16-22
表清单  22-23
变量注释  23-25
1 绪论  25-39
  1.1 选题的目的与意义  25-26
  1.2 国内外研究现状  26-35
  1.3 拟解决的关键问题  35-37
  1.4 主要研究内容及研究方法  37-39
2 采动应力监测技术及装备  39-67
  2.1 应力计与煤岩体耦合分析  39-46
  2.2 采动应力实时监测装备设计  46-55
  2.3 不同介质对监测结果的影响研究  55-62
  2.4 压力管线对监测结果的影响研究  62-64
  2.5 监测应力与主应力方向的相关性研究  64-65
  2.6 本章小结  65-67
3 采动空间围岩应力分布特征及规律实测研究  67-93
  3.1 采动应力分布影响因素分析  67-74
  3.2 河南梁北煤矿地应力实测  74-76
  3.3 河南梁北矿11061工作面采动应力监测  76-85
  3.4 采动空间电磁辐射分布规律  85-90
  3.5 工作面液压支架工作阻力变化规律  90-91
  3.6 本章小结  91-93
4 采动空间围岩应力分布特征及规律模拟研究  93-109
  4.1 引言  93
  4.2 FLAC~(3D)模拟软件说明  93-95
  4.3 11061工作面采动应力分布及演化研究  95-108
  4.4 本章小结  108-109
5 基于空间采动应力梯度的预警技术及应用  109-122
  5.1 空间采动应力临界梯度预警技术  109-112
  5.2 空间采动应力临界梯度预警指标  112-113
  5.3 基于空间采动应力梯度的煤岩失稳预警  113-116
  5.4 空间采动应力梯度控制及效果检验  116-121
  5.5 本章小结  121-122
6 结论与展望  122-125
  6.1 结论  122-123
  6.2 主要创新点  123
  6.3 展望  123-125
参考文献  125-134
作者简历  134-137
学位论文数据集  137

相似论文

  1. 矿井毫米波雷达深度指示器设计与研究,TD534.6
  2. 穿越施工过程中已建隧道的管线形变监控方法,TU990.3
  3. 德兴铜矿4#尾矿库水质特性研究及水质实时监控系统开发,TD926.4
  4. 多通道在线电能质量监测仪的设计与实现,TM76
  5. 潍坊市网络舆情监控系统的设计与实现,TP311.52
  6. 水污染微波实时监测系统研究,X831
  7. ZigBee技术在热网监测系统中的应用,TU995.3
  8. 面向实时监测的无线传感器网络低功耗路由算法研究,TP212.9
  9. 基于仿真技术的矿井通风自动调节研究,TD724
  10. 矿井风机监测系统的研究与设计,TD635
  11. 电网自动化系统时钟设备同步实时监测系统研究与应用,TM76
  12. 基于广域测量系统的电压稳定实时监测,TM712
  13. 微型汽车发动机台架试验实时监测及预警系统研究,U467.5
  14. 基于实时监测信息的混凝土连续梁桥时变可靠度评定,U448.34
  15. 嵩山国家森林公园防火信息管理与应用,S762
  16. 土壤水流通量测量仪的关键技术研究,S24
  17. 基于WebGIS的两坝间天气实时监测系统设计与实现,TP274
  18. 远程沉降实时监测系统的设计与应用,TP274
  19. 基于网络化虚拟仪器的电机测量系统研究,TM306
  20. 上海地铁8号线管壁位移实时监测系统,TP274
  21. 机车数据实时监测与处理系统的设计与实现,TP274.4

中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿山压力理论 > 原岩应力
© 2012 www.xueweilunwen.com