本文關(guān)鍵詞：應(yīng)力—水耦合作用下的煤礦突水預(yù)警技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：突水事故是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的主要危害事故,嚴(yán)重威脅著安全生產(chǎn)。本課題的主要研究?jī)?nèi)容有以下三個(gè)方面:研究應(yīng)力場(chǎng)存在時(shí)煤巖體遇水弱化的現(xiàn)象和滲透率變化特性,分析開采過(guò)程中水對(duì)煤巖體的影響范圍和擴(kuò)散規(guī)律,最后基于水的弱化規(guī)律、滲透特性和影響范圍對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行理論設(shè)計(jì)。本次實(shí)驗(yàn)采用WSD-400微機(jī)控制電液伺服三軸實(shí)驗(yàn)機(jī),同時(shí)經(jīng)研究表明,型煤可代替原煤進(jìn)行實(shí)驗(yàn),因此本次全部采用型煤。實(shí)驗(yàn)分兩大部分進(jìn)行,通過(guò)分析水對(duì)型煤試件力學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律研究水弱化現(xiàn)象;根據(jù)控制進(jìn)水壓力、軸壓和圍壓的單一因素改變下的滲透率變化,研究型煤試件的滲透規(guī)律。水弱化實(shí)驗(yàn)選擇三組試件,分別為未處理、未飽水、飽水試件,并開展直接加載和分級(jí)加載的三軸實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)水對(duì)試件的弱化作用主要表現(xiàn)為最大軸向力和抗壓強(qiáng)度的明顯降低,以及峰值破壞后承壓能力下降。滲透率實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明進(jìn)水壓力增大時(shí),型煤試件的滲透率增加;圍壓增大時(shí)滲透率降低;軸壓增大至試件破壞的過(guò)程中,滲透率先降低后增大�；诹黧w力學(xué)滲流理論,特別是達(dá)西定律的基礎(chǔ)上,分析水對(duì)隔水煤柱的影響范圍,選擇老空水作為研究對(duì)象,運(yùn)用多物理場(chǎng)有限元分析軟件COMSOL Multiphysics完成。通過(guò)軟件數(shù)值模擬的結(jié)果分析得到3個(gè)結(jié)論:(1)水在滲透過(guò)程是以老空水區(qū)域?yàn)橹行陌l(fā)展的,越靠近中心水對(duì)隔水煤柱的影響越大,反之越小;(2)水的滲透區(qū)域隨著時(shí)間和施加水壓的增加而不斷擴(kuò)大,且時(shí)間越長(zhǎng)或水壓越大,影響區(qū)域的增加程度越大;(3)當(dāng)水壓力達(dá)到較高水平時(shí),才出現(xiàn)水更容易向沒有其他力約束的自由空間方向擴(kuò)散的現(xiàn)象�；谒娜趸�(guī)律、滲透特性和影響范圍,提出了以監(jiān)測(cè)為主的老空水預(yù)警系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)參數(shù)為壓力和滲透率,監(jiān)測(cè)內(nèi)容為變化曲線以及計(jì)算安全平均值偏離度兩方面的5項(xiàng)內(nèi)容。運(yùn)用通過(guò)層次分析法得出的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容對(duì)系統(tǒng)報(bào)警的影響權(quán)重,根據(jù)對(duì)每一項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容當(dāng)前情況的得分,計(jì)算系統(tǒng)總體的安全指標(biāo),以此來(lái)確定其處在的報(bào)警區(qū)域,并執(zhí)行相應(yīng)措施。最后從安全技術(shù)和安全管理兩方面簡(jiǎn)述了突水事故的預(yù)防重點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：煤巖體 三軸實(shí)驗(yàn) 數(shù)值模擬 突水預(yù)警 老空水
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 引言10-20
• 1.1 論文選題的意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外突水理論10-13
• 1.2.2 突水預(yù)警方法研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.3 存在的問(wèn)題17
• 1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容17-18
• 1.3.1 研究目標(biāo)17
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.4 技術(shù)路線18-20
• 2 煤巖體遇水弱化規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究20-37
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法20-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置20-21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)原理21-22
• 2.1.3 試件制備及處理22-24
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)方案24-25
• 2.1.5 實(shí)驗(yàn)步驟25-26
• 2.2 型煤試件水弱化實(shí)驗(yàn)26-32
• 2.2.1 直接加載的全應(yīng)力-應(yīng)變實(shí)驗(yàn)26-29
• 2.2.2 分級(jí)加載的全應(yīng)力-應(yīng)變實(shí)驗(yàn)29-32
• 2.3 型煤試件滲透率實(shí)驗(yàn)32-35
• 2.3.1 進(jìn)水壓力對(duì)滲透率的影響32-33
• 2.3.2 圍壓對(duì)滲透率的影響33-34
• 2.3.3 軸壓對(duì)滲透率的影響34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 3 老空水滲流特性數(shù)值模擬37-49
• 3.1 流體力學(xué)滲流理論37-38
• 3.1.1 概述37
• 3.1.2 達(dá)西定律37-38
• 3.2 COMSOL Multiphysics滲流模擬簡(jiǎn)介38-40
• 3.2.1 數(shù)值模擬綜述38-39
• 3.2.2 有限元分析理論39
• 3.2.3 COMSOL Multiphysics基本操作流程39-40
• 3.2.4 模塊介紹40
• 3.3 礦山老空水滲流數(shù)值模擬40-47
• 3.3.1 工程描述40-41
• 3.3.2 幾何模型建立41-42
• 3.3.3 求解及結(jié)果分析42-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 4 老空水突水預(yù)警技術(shù)及預(yù)防措施49-60
• 4.1 老空水基本特性49
• 4.2 老空水預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.1 概述49-50
• 4.2.2 預(yù)警系統(tǒng)工作流程50-51
• 4.3 老空水突水的預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)51-54
• 4.3.1 監(jiān)測(cè)參數(shù)選定52
• 4.3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置52-53
• 4.3.3 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容53-54
• 4.4 系統(tǒng)報(bào)警判定54-57
• 4.4.1 層次分析法簡(jiǎn)介54
• 4.4.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目權(quán)重計(jì)算54-57
• 4.4.3 綜合報(bào)警閾值及預(yù)警區(qū)劃分57
• 4.5 老空水突水事故的預(yù)防措施57-58
• 4.5.1 安全技術(shù)58
• 4.5.2 安全管理58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 5 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的科研成果67

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  本文關(guān)鍵詞：應(yīng)力—水耦合作用下的煤礦突水預(yù)警技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：286955