隨著煤礦開采深度的不斷增加、地應(yīng)力增高、煤層透氣性降低,致使瓦斯事故頻發(fā),嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)。治理瓦斯的根本方法是瓦斯抽采,而決定抽采效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是鉆孔密封。本文針對瓦斯抽采鉆孔密封漿液流動(dòng)軌跡磁性成像問題,建立含裂隙相似材料單元磁性強(qiáng)度解算模型,研發(fā)多維磁場監(jiān)測-成像軟件,通過相似材料磁性漿液配合比實(shí)驗(yàn)、相似材料磁性漿液密封實(shí)驗(yàn),并借助于自主搭建的三維磁性監(jiān)測系統(tǒng),揭示相似材料內(nèi)部破裂特征、漿液膠結(jié)位置的磁性分布規(guī)律,為密封漿液成像技術(shù)提供參考,主要研究內(nèi)容及成果如下:（1）基于反投影重建算法以及線性方程組的基本原理,以立方體為數(shù)學(xué)模型,建立X軸、Y軸、Z軸及對角線方向的線性方程組,構(gòu)建含裂隙相似材料單元磁性強(qiáng)度解算模型,研發(fā)多維磁磁場監(jiān)測-成像軟件,實(shí)現(xiàn)精度范圍內(nèi)試樣某一點(diǎn)的磁性強(qiáng)度大小求解、成像。（2）通過不同磁性粒子類型、不同磁性粒子粒度以及不同磁性粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù),進(jìn)行多因素、多水平下的密封漿液配合比實(shí)驗(yàn),并根據(jù)漿液流動(dòng)特性、沉降率,剔選出適合含裂隙相似材料的密封漿液配合比。（3）借助于三維磁性監(jiān)測系統(tǒng)對密封后含裂隙相似材料進(jìn)行三維監(jiān)測,分析了試樣不同監(jiān)測面的磁性強(qiáng)度分布... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

抽采鉆孔瓦斯壓力及安全度變化規(guī)律

、79]圖1.2 磁性粒子的特征規(guī)律分析在磁性粒子運(yùn)移模型和成像方法方面，Zhang[72]基于前人大量的成果，建立運(yùn)移模型分析了多孔介質(zhì)中磁性漿液的流動(dòng)規(guī)律；Yu[73]研究了納米二氧化硅顆粒在三種不同孔隙介質(zhì)中的運(yùn)移規(guī)律；An[74]基于對極低滲透率和微米至納米尺度孔隙毛細(xì)效應(yīng)的研究，建立了模擬頁巖儲層納米粒子運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型；曹孟菁[75]建立磁性流體在微圓管中非線

成膠結(jié)體的磁場進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉是實(shí)現(xiàn)漿液流動(dòng)軌跡成像的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于霍爾元件有著在靜止?fàn)顟B(tài)下感受磁場的獨(dú)特能力，具有簡單、小型、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍大、壽命長以及耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。本章首先簡單介紹霍爾元件監(jiān)測磁場的基本原理以及霍爾元件組成，同時(shí)基于霍爾效應(yīng)建立三維磁性監(jiān)測系統(tǒng)并對系統(tǒng)中每個(gè)單元的組成以及主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行介紹，為建立單元磁性強(qiáng)度求解模型提供支撐。2.1 霍爾效應(yīng)的基本原理霍爾效應(yīng)在 1879 年被美國物理學(xué)家霍爾（Edwin Hall）發(fā)現(xiàn)。它定義了磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，指的是在置于磁場的導(dǎo)體或半導(dǎo)體中通入電流，在垂直于電流方向的洛倫茲力作用下電子向半導(dǎo)體一邊偏轉(zhuǎn)，在這個(gè)側(cè)面上形成電子累積，而半導(dǎo)體另一面由于缺少電子產(chǎn)生等量的正電荷，此時(shí)，在半導(dǎo)體的兩側(cè)就產(chǎn)生了一個(gè)電勢差，如圖 2.所示�；魻栐胖迷诖艌鲋校�(dāng)電流通過霍爾元件時(shí)，每一個(gè)通過霍爾元件的電子受到來自磁場的洛倫茲力和與之相反的電場力，當(dāng)洛倫茲力與電場力平衡時(shí)，霍爾元件兩側(cè)會產(chǎn)生穩(wěn)定的電勢差，這個(gè)電勢差稱為霍爾電壓 Uh，因此，可以利用霍爾效應(yīng)對磁場進(jìn)行準(zhǔn)確測量。B

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3422614