保護層開采是防治煤與瓦斯突出最主要且高效的手段之一。保護層開采過后,被保護層頂?shù)装搴兔簩咏M成的煤巖組合體結(jié)構(gòu)受采動影響的裂隙發(fā)育演化情況決定著被保護層卸壓瓦斯流通的效果。因此,開展煤巖組合體聲發(fā)射特性及裂隙擴展規(guī)律試驗研究對探索被保護層采動裂隙演化機理和卸壓瓦斯運移規(guī)律具有重要意義。(1)以山西和順天池能源有限責(zé)任公司礦井煤層地質(zhì)條件為基礎(chǔ),建立三種不同類型煤巖組合體模型,并推導(dǎo)出煤巖組合體的相似準(zhǔn)則作為理論指導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上通過類巖石、型煤材料配比先導(dǎo)試驗,得到不同配比類巖石、型煤材料的物理力學(xué)特性參數(shù)。最終按照原型基礎(chǔ)參數(shù)要求挑選合適的配比,制作不同類型的煤巖組合體試件。(2)利用DYD-10萬能試驗機、聲發(fā)射系統(tǒng)、雙高清攝像系統(tǒng)開展不同類型煤巖組合體單軸壓縮力學(xué)特性、聲發(fā)射特性及裂隙演化規(guī)律試驗,得到不同類型煤巖組合體全應(yīng)力-應(yīng)變曲線及最終破壞形態(tài),分析探討三種組合形式對煤巖組合體的抗壓強度、彈性模量、縱波波速等力學(xué)特征參數(shù)的影響,得到不同類型煤巖組合體的力學(xué)變化特性。(3)針對試驗結(jié)果重點分析了不同類型煤巖組合體單軸應(yīng)力狀態(tài)下的聲發(fā)射特征,選取聲發(fā)射振鈴計數(shù)、累計振鈴計數(shù)、能量、累...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 類煤巖材料研制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 煤巖組合體裂隙演化規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.3 存在問題
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
2 不同類型煤巖組合體物理模擬方法
    2.1 原型地質(zhì)條件
    2.2 相似理論及相似準(zhǔn)則推導(dǎo)
        2.2.1 相似三定理
        2.2.2 煤巖組合體相似準(zhǔn)則推導(dǎo)
    2.3 類巖石、型煤材料配比試驗研究
        2.3.1 類巖石、型煤材料配比試驗設(shè)計
        2.3.2 類巖石、型煤材料標(biāo)準(zhǔn)化制作工藝
        2.3.3 類巖石、型煤材料物理力學(xué)特性
    2.4 煤巖組合體相似材料試件研制
        2.4.1 煤巖組合體方案設(shè)計
        2.4.2 煤巖組合體制作
    2.5 本章小結(jié)
3 不同類型煤巖組合體物理力學(xué)特性
    3.1 不同類型煤巖組合體單軸壓縮試驗
    3.2 不同厚度比煤巖組合體力學(xué)參數(shù)分析
        3.2.1 單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變及破壞終態(tài)特征
        3.2.2 抗壓強度分析
        3.2.3 彈性模量分析
        3.2.4 縱波波速分析
    3.3 不同強度比煤巖組合體力學(xué)參數(shù)分析
        3.3.1 單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變及破壞終態(tài)特征
        3.3.2 抗壓強度分析
        3.3.3 彈性模量分析
        3.3.4 縱波波速分析
    3.4 不同交界面角度煤巖組合體力學(xué)參數(shù)分析
        3.4.1 單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變及破壞終態(tài)特征
        3.4.2 抗壓強度分析
        3.4.3 彈性模量分析
        3.4.4 縱波波速分析
    3.5 不同類型煤巖組合體力學(xué)參數(shù)模型
    3.6 本章小結(jié)
4 不同類型煤巖組合體單軸壓縮聲發(fā)射特征
    4.1 聲發(fā)射原理及應(yīng)用
    4.2 聲發(fā)射試驗過程
    4.3 不同類型煤巖組合體聲發(fā)射特征
        4.3.1 不同厚度比煤巖組合體
            4.3.1.1 聲發(fā)射振鈴計數(shù)分析及累計振鈴計數(shù)分析
            4.3.1.2 聲發(fā)射能量及累計能量分析
            4.3.1.3 聲發(fā)射幅值分析
        4.3.2 不同強度比煤巖組合體
            4.3.2.1 聲發(fā)射振鈴計數(shù)分析及累計振鈴計數(shù)分析
            4.3.2.2 聲發(fā)射能量及累計能量分析
            4.3.2.3 聲發(fā)射幅值分析
        4.3.3 不同交界面角度煤巖組合體
            4.3.3.1 聲發(fā)射振鈴計數(shù)分析及累計振鈴計數(shù)分析
            4.3.3.2 聲發(fā)射能量及累計能量分析
            4.3.3.3 聲發(fā)射幅值分析
    4.4 本章小結(jié)
5 不同類型煤巖組合體裂隙擴展規(guī)律
    5.1 不同厚度比煤巖組合體裂隙擴展規(guī)律
        5.1.1 裂隙擴展過程
        5.1.2 主裂隙擴展特征
            5.1.2.1 主裂隙擴展時間特征
            5.1.2.2 主裂隙長度特征
            5.1.2.3 主裂隙平均擴展速率特征
    5.2 不同強度比煤巖組合體裂隙擴展規(guī)律
        5.2.1 裂隙擴展過程
        5.2.2 主裂隙擴展特征
            5.2.2.1 主裂隙擴展時間特征
            5.2.2.2 主裂隙長度特征
            5.2.2.3 主裂隙平均擴展速率特征
    5.3 不同交界面角度煤巖組合體裂隙擴展規(guī)律
        5.3.1 裂隙擴展過程
        5.3.2 主裂隙擴展特征
            5.3.2.1 主裂隙擴展時間特征
            5.3.2.2 主裂隙長度特征
            5.3.2.3 主裂隙平均擴展速率特征
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：4010254