煤與巖石聲波特性是地震地球物理勘探的基礎(chǔ),開展加載條件下煤體應(yīng)力應(yīng)變的超聲響應(yīng),對利用聲波測井技術(shù)測定煤巖結(jié)構(gòu)與物質(zhì)構(gòu)成有很大意義。為模擬不同埋深煤體儲層實(shí)際地應(yīng)力條件,開展了低圍壓高軸壓、高圍壓低軸壓以及高圍壓高軸壓條件下煤體三軸加載實(shí)驗(yàn)。通過對古漢山礦原生結(jié)構(gòu)無煙煤不同方向(平行層理方向,包括平行面割理X、平行端割理Y及垂直層理方向Z)進(jìn)行不同圍壓條件的三軸加載超聲波-應(yīng)變響應(yīng)特征實(shí)驗(yàn),分析得到無煙煤不同地應(yīng)力條件下超聲波各向異性響應(yīng)特征的一般規(guī)律,并結(jié)合三軸加載過程中體積應(yīng)變以及裂隙率模型,從受載煤體的裂隙各向異性特征進(jìn)一步分析煤層由淺至深孔裂隙變化規(guī)律及結(jié)構(gòu)特征,分析裂隙率與超聲波各向異性之間的關(guān)系,為加載狀態(tài)下的超聲波響應(yīng)特征來定性判識煤巖結(jié)構(gòu)特征提供有效理論依據(jù)。研究表明:(1)加載煤體超聲波縱(V_p)橫(V_s)波速和縱(Q_p)橫(Q_s)波品質(zhì)因子呈現(xiàn)規(guī)律性變化,各向異性增強(qiáng)。加載起始時,圍壓較低,平行層理方向縱橫波速相近,隨著圍壓增大,各向異性增強(qiáng),但垂直層理方向的縱橫波速,均較平行層...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 引言
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 煤巖超聲響應(yīng)特征研究進(jìn)展
        1.2.2 煤體加載過程彈性特征試驗(yàn)研究
    1.3 存在問題
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.6 技術(shù)路線
2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及煤體超聲波測量
    2.1 三軸加載超聲波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
    2.2 煤體試樣的選取與制備
        2.2.1 煤體試樣制備
        2.2.2 煤體試樣精度要求
    2.3 煤體的基本信息
        2.3.1 煤巖分析
        2.3.2 煤質(zhì)工業(yè)分析
        2.3.3 煤樣密度測定
    2.4 加載煤體超聲-應(yīng)變測試實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟
        2.4.1 古漢山礦地應(yīng)力分析
        2.4.2 加載煤體超聲-應(yīng)變測試實(shí)驗(yàn)方案
        2.4.3 加載煤體超聲-應(yīng)變測試實(shí)驗(yàn)步驟
    2.5 本章小結(jié)
3 三軸加載煤體各向異性超聲響應(yīng)特征
    3.1 煤的超聲波測試原理
    3.2 三軸加載煤體超聲波實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.3 加載圍壓、軸壓煤體超聲波響應(yīng)規(guī)律
        3.3.1 E15Y1組煤體圍壓1MPa實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.2 E15Y2組煤體圍壓3MPa實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.3 E15Y3組煤體圍壓5MPa實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.4 E15Y4組煤體圍壓7MPa實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.5 E15Y5組煤體圍壓9MPa實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 不同圍壓對煤體超聲波影響的理論分析
    3.5 本章小節(jié)
4 加載煤體應(yīng)力-應(yīng)變超聲波響應(yīng)特征
    4.1 三軸加載煤體應(yīng)力-應(yīng)變測試原理
    4.2 煤體應(yīng)變-裂隙率模型建立
    4.3 加載煤體縱、橫波波速與裂隙率的關(guān)系
        4.3.1 三軸加載煤體縱波速度與裂隙率的關(guān)系
        4.3.2 三軸加載煤體橫波速度與裂隙率的關(guān)系
    4.4 加載煤體縱、橫波品質(zhì)因子與裂隙率的關(guān)系
        4.4.1 三軸加載煤體縱波品質(zhì)因子與裂隙率的關(guān)系
        4.4.2 三軸加載煤體橫波品質(zhì)因子與裂隙率的關(guān)系
    4.5 本章小結(jié)
5 研究結(jié)論與展望
    5.1 研究結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3880269