論文基于煤與瓦斯突出的綜合作用假說,利用重慶大學(xué)自主研發(fā)的多場耦合煤礦動力災(zāi)害大型物理模擬試驗系統(tǒng),較為系統(tǒng)地開展了考慮采掘工作面前方地應(yīng)力“三帶”非均勻分布的煤與瓦斯突出物理模擬試驗,并在此基礎(chǔ)上利用COMSOL多物理場數(shù)據(jù)仿真軟件提出了煤與瓦斯突出過程煤層瓦斯壓力等參數(shù)時空演化數(shù)值模擬分析方法,系統(tǒng)分析了有無氣源、地應(yīng)力狀態(tài)、初始瓦斯壓力、煤層滲透率等因素對煤與瓦斯突出過程中煤層瓦斯壓力等參數(shù)時空演化規(guī)律的影響。其主要研究工作及其取得的研究成果如下:（1）利用數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB和OriginLab等,對煤與瓦斯突出物理模擬試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同角度的優(yōu)化分析,建立了一套數(shù)據(jù)的分析方法,對數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn),線,面,體的系統(tǒng)分析;通過對測點(diǎn)的分析,得出突出口附近的測點(diǎn)瓦斯壓力變化最快,其他區(qū)域氣壓變化相對有延時性;線分析和面分析的結(jié)果表明瓦斯壓力的變化呈現(xiàn)倒置的U形變化;體分析的結(jié)果更加證明了線面的分析,表明瓦斯壓力的變化呈現(xiàn)喇叭形狀分布,符合經(jīng)典的球殼瓦斯壓力分布規(guī)律。（2）通過對物理模擬試驗數(shù)據(jù)結(jié)果的對比分析,驗證了煤與瓦斯突出的數(shù)值計算模型的可靠性。對比對應(yīng)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以得出,建立的... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多場耦合煤與瓦斯突出模擬試驗系統(tǒng)

煤體成型及布置傳感器：按照原煤粒徑配比進(jìn)行配比，通過攪拌機(jī)對不同粒徑的煤樣進(jìn)行攪拌，最后在 5000kN 煤體成型機(jī)上進(jìn)行成型。煤樣在 7.0MPa 條件下壓實成型，緊接著布置傳感器，連續(xù) 5 次壓實和 4 次鋪設(shè)傳感器。密封：將煤體試件放入煤體之后，蓋上蓋板。蓋板和煤體通過螺絲固定，中間放置密封墊圈，保證煤體的氣密性。設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采集系統(tǒng)主要由軟件控制，可以設(shè)置采集的頻率和時間，不同的階段設(shè)置的頻率和時間不同，抽真空過程，頻率設(shè)為 1Hz，時間為 3.5h；突出過程，頻率為 50Hz。抽真空：為了模擬煤體中高純度的瓦斯氣體含量，對煤體內(nèi)部的煤體用真空泵抽真空 2h。應(yīng)力加載：由于液壓機(jī)的條件限制，采用多級加載直到預(yù)設(shè)的應(yīng)力。圖 2.4 應(yīng)力加載過程 。充氣吸附：為了更好的模擬現(xiàn)場情況，采用長周期循環(huán)充氣的方式使煤體充分的吸附瓦斯氣體，。總時間為 48h，循環(huán)充氣 12 次，周期為 4h。

力、瓦斯壓力和溫度隨時間演化全過程分析主要分析全試驗過程中采集的傳感器(溫度，瓦斯壓力，地應(yīng)力數(shù)據(jù)變化規(guī)律并對試驗過程劃分。圖 2.5(a) 瓦斯壓力與地應(yīng)力(a)瓦斯壓力與地應(yīng)力變化規(guī)律

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于等效基質(zhì)尺度的煤體力學(xué)失穩(wěn)及滲透性演化機(jī)制與應(yīng)用[D]. 盧守青.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
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本文編號：3118877