本文關(guān)鍵詞：煤層巷道應(yīng)力峰值區(qū)前緣探測試驗研究

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【摘要】：應(yīng)力集中災(zāi)害主要是指礦井高應(yīng)力區(qū)內(nèi)煤體、頂?shù)装逡约皵鄬拥葮?gòu)造在受到外界擾動瞬間失穩(wěn)破壞時,釋放出巨大能量而引起的以猛烈震動和爆發(fā)式破壞為特征的礦山動力現(xiàn)象。隨著煤礦開采深度加大,應(yīng)力集中災(zāi)害已經(jīng)對我國很多礦井的安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。解決應(yīng)力集中災(zāi)害的關(guān)鍵點,在于如何快速、有效地的確定高應(yīng)力集中區(qū)域的范圍和其邊界。本文通過理論分析、實驗室相似模擬實驗,以及在北京長溝峪煤礦安子采區(qū)進(jìn)行的實地調(diào)研與勘測,探討并提出了以低應(yīng)變動力測樁儀為主要儀器器材的全新探測應(yīng)力集中區(qū)域的方法。在理論分析中,我們通過建立巷道頂板變形對煤層施加正應(yīng)力的受力模型,根據(jù)格里菲斯裂隙理論以及庫倫摩爾應(yīng)力圓分析在該受力模型下裂隙的發(fā)育完整度和角度等。隨后討論了應(yīng)力波在一維桿模型下的傳播規(guī)律,低應(yīng)變動力測樁儀的工作原理和在井下實地使用過程中可能需要的波速修正參數(shù)。在實驗室實驗中,通過建立等比例煤層相似模型,以及施加等比例正應(yīng)力來模擬煤層在實際情況中的裂隙分布及發(fā)展規(guī)律。從裂隙分布的規(guī)律中來找尋煤層從脆性區(qū)過度到韌性區(qū)的邊際,從而確定高應(yīng)力集中區(qū)域的邊界。在長溝峪煤礦的實地調(diào)研中,我們收集并研究了該礦地質(zhì)條件,根據(jù)上覆巖層壓強較高、相鄰煤層硬度差別較大的特點,建立了扁擔(dān)模型以及垂直于煤壁方向的一元桿模型。用前后單位體積內(nèi)的煤中的裂隙分布作為未知變量來測量裂隙分布距離。通過測樁儀收集到的反射信號圖像進(jìn)行分析,從而可以較為清晰的確定煤炭彈塑性區(qū)域的邊界。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD322

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本文編號：1194560