本文關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出過程能量演化研究

  更多相關(guān)文章： 煤與瓦斯突出 相似材料 瓦斯壓力 地應(yīng)力 相對突出強度

【摘要】：煤與瓦斯作突出為煤礦生產(chǎn)過程中的一個重要災(zāi)害之一,嚴(yán)重影響著礦井的安全生產(chǎn),目前仍然是一個世界性的難題,隨著開采條件的不斷惡化,各類煤炭災(zāi)害日趨嚴(yán)重。由于煤與瓦斯突出的復(fù)雜性和危險性,在現(xiàn)場進(jìn)行試驗的難度較大,在實驗室利用煤與瓦斯突出模擬實驗裝置,對突出過程中的能量變化進(jìn)行研究是主要的研究方法之一。本文以硅酸鹽水泥、腐殖酸鈉、羥甲基纖維素鈉和硅酸鈉等材料為基料,分別研究各類膠結(jié)材料對煤的力學(xué)性質(zhì)、堅固性系數(shù)、瓦斯吸附解析特性的影響。并通過正交實驗復(fù)配研發(fā)新型型煤膠結(jié)劑,研制近似原煤的突出模擬試驗的型煤。認(rèn)為當(dāng)膠結(jié)材料配比為水泥:腐殖酸鈉:CMC:活性炭=2%:12~15%:4%:4~6%時,型煤的抗壓強度和瓦斯吸附特性與原煤較為接近。為研究煤與瓦斯突出過程的能量演化情況,以煤與瓦斯突出誘發(fā)的兩個重要因素瓦斯壓力和地應(yīng)力為研究變量,分別設(shè)計瓦斯壓力(0.65MPa、0.75Ma、0.85MPa和0.95MPa)和地應(yīng)力(5 MPa、10 MPa、15 MPa和20MPa)各4個不同的變量參數(shù),進(jìn)行正交實驗,對煤與瓦斯突出過程的能量變化過程進(jìn)行演化研究。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著瓦斯壓力和地應(yīng)力的增大,突出煤量也逐漸增多,突出強度與突出效果也隨之增強。當(dāng)瓦斯壓力為0.65MPa時,不會發(fā)生突出現(xiàn)象,隨著突出能量的增加,先是在靠近突出口的區(qū)域內(nèi)收集到煤量,隨后在各個區(qū)域內(nèi)都可以收集到煤樣。當(dāng)瓦斯壓力為0.75MPa時,突出煤量為2.99kg-3.19kg,占試驗所用煤量的19.95%-21.34%,;當(dāng)瓦斯壓力為0.85MPa時,突出煤量為3.50kg-3.73kg,占試驗所用煤量的23.19%-24.79%;當(dāng)瓦斯壓力為0.95MPa時,突出的煤量為4.30kg-4.61kg,占試驗所用煤量的28.65%-30.70%。對相同瓦斯壓力不同地應(yīng)力的試驗突出煤量和相同地應(yīng)力不同瓦斯壓力的突出煤量進(jìn)行比較分析可以發(fā)現(xiàn),隨著瓦斯壓力和地應(yīng)力的逐漸增加,相對突出強度逐漸增加的。參考突出能量變化規(guī)律,認(rèn)為瓦斯壓力對突出強度的影響要大于地應(yīng)力。研究為煤與瓦斯突出防治提供參考。
【關(guān)鍵詞】：煤與瓦斯突出 相似材料 瓦斯壓力 地應(yīng)力 相對突出強度
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD713
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 煤與瓦斯突出機理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 煤與瓦斯突出實驗室模擬研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-19
• 第二章 煤與瓦斯突出裝置19-25
• 2.1 研制思路19-20
• 2.2 模擬試驗裝置結(jié)構(gòu)20-23
• 2.2.1 高壓密封腔體20-21
• 2.2.2 壓力加載系統(tǒng)21
• 2.2.3 氣體加載系統(tǒng)21-22
• 2.2.4 快速釋放機構(gòu)22
• 2.2.5 氣壓采集系統(tǒng)22-23
• 2.2.6 高速攝像裝置23
• 2.3 本章小結(jié)23-25
• 第三章 相似材料的研制25-39
• 3.1 相似理論25-26
• 3.2 相似材料的研制26-31
• 3.2.1 粒徑分布的選擇28
• 3.2.2 成型水分的選擇28
• 3.2.3 成型壓力的選擇28
• 3.2.4 干燥時間的選擇28-29
• 3.2.5 膠結(jié)劑材料的選擇29-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-35
• 3.3.1 紅外光譜分析31-32
• 3.3.2 基本力學(xué)參數(shù)32-33
• 3.3.3 堅固性系數(shù)33-34
• 3.3.4 吸附解吸性質(zhì)34-35
• 3.4 膠結(jié)材料復(fù)配35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-39
• 第四章 煤與瓦斯突出試驗方法39-49
• 4.1 試驗方案設(shè)計40-41
• 4.2 實驗步驟41-47
• 4.2.1 型煤的制作41-45
• 4.2.2 密封抽真空45-46
• 4.2.3 壓力加載和充氣46
• 4.2.4 突出準(zhǔn)備46-47
• 4.2.5 實驗數(shù)據(jù)收集47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 第五章 煤與瓦斯突出試驗過程及結(jié)果49-57
• 5.1 試驗Ⅰ突出結(jié)果49-50
• 5.2 試驗Ⅱ突出結(jié)果50-52
• 5.3 試驗Ⅲ突出結(jié)果52-54
• 5.4 試驗Ⅳ突出結(jié)果54-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 第六章 煤與瓦斯突出實驗結(jié)果分析57-69
• 6.1 突出能量理論57
• 6.2 突出煤量57-65
• 6.2.1 同瓦斯壓力不同地應(yīng)力突出煤量情況58-61
• 6.2.2 同地應(yīng)力不同瓦斯壓力突出煤量情況61-65
• 6.3 能量轉(zhuǎn)化65-67
• 6.4 本章小結(jié)67-69
• 第七章 結(jié)論及展望69-71
• 7.1 論文結(jié)論69-70
• 7.2 論文展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

【相似文獻(xiàn)】

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