本文關(guān)鍵詞：突出煤相似材料配比模型實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 煤與瓦斯突出 相似材料 影響因素 工藝優(yōu)化 配比模型

【摘要】：物理相似模擬試驗(yàn)是目前研究煤與瓦斯突出機(jī)理和規(guī)律的重要手段,其中突出煤體相似材料的制作是定量分析突出事故致災(zāi)因素的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但當(dāng)前相似模擬材料與原煤在物理力學(xué)性質(zhì)和吸附解吸性能方面相似度較低。因此,本論文以國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目“煤與瓦斯突出災(zāi)害模擬及預(yù)警模型研究”為研究背景,采用理論分析、數(shù)值分析和正交實(shí)驗(yàn)等分析方法,選用腐植酸鈉為膠結(jié)劑、粉煤為骨料、河沙為輔料,主要研究了突出煤相似材料的力學(xué)特性主控影響因素、制作工藝優(yōu)化參數(shù)和原料配比模型,取得了以下結(jié)論：(1)根據(jù)相似三定理所推導(dǎo)的固-氣耦合相似理論,結(jié)合突出煤體靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物理力學(xué)特性,提出了“堅(jiān)固性系數(shù)、吸附常數(shù)等特征參數(shù)相同”模型材料的選擇原則,進(jìn)而優(yōu)選出相似材料中膠結(jié)材料、骨料和輔料的原材料；(2)進(jìn)行了相似材料成型強(qiáng)度影響因素實(shí)驗(yàn),研究了原材料、制樣工藝、外界環(huán)境對(duì)相似材料單軸抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律,指出了腐植酸鈉、粉煤級(jí)配、成型壓力、堆漚熟化、分層壓制是影響相似材料單軸抗壓強(qiáng)度的主要因素；(3)進(jìn)行了相似材料力學(xué)特性工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn),研究了材料配比、制樣工藝及加載條件等耦合作用對(duì)相似材料密度、單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量的作用規(guī)律,獲得了相似材料不同力學(xué)特性的工藝優(yōu)化參數(shù),確定了單軸抗壓強(qiáng)度為相似材料配比試驗(yàn)的主要考核指標(biāo)；(4)基于相似材料單軸抗壓強(qiáng)度差異最大的兩套制樣工藝,進(jìn)行了相似材料在力學(xué)特性、堅(jiān)固性和吸附解吸性能方面的配比實(shí)驗(yàn),研究了相似材料的原材料配比與物理力學(xué)參數(shù)、堅(jiān)固性系數(shù)與粉煤級(jí)配、吸附常數(shù)與膠結(jié)劑比重等之間的變化規(guī)律,獲得了相似材料密度(1.275～1.432g/cm3)、單軸抗壓強(qiáng)度(0.583～2.404 MPa)、彈性模量(27.43～267.53 MPa)、堅(jiān)固性系數(shù)(0.12～0.25)、吸附常數(shù)a(25.7749～31.5511m3/t)等參數(shù)的配比模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：煤與瓦斯突出 相似材料 影響因素 工藝優(yōu)化 配比模型
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD713
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 煤與瓦斯突出機(jī)理及其相似模擬試驗(yàn)方法11-13
• 1.2.2 煤與瓦斯突出模擬相似材料13-14
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線14-17
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 技術(shù)路線15-17
• 2 突出煤相似材料的選擇17-34
• 2.1 突出煤的統(tǒng)計(jì)特征17-20
• 2.1.1 突出煤結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)特征17-18
• 2.1.2 煤與瓦斯突出中煤體變化特征18-19
• 2.1.3 突出煤主要物理力學(xué)參數(shù)19-20
• 2.2 突出相似模擬理論20-27
• 2.2.1 相似理論基礎(chǔ)20-22
• 2.2.2 原型單值量的分析22-23
• 2.2.3 原型與模型相似比的推導(dǎo)23-26
• 2.2.4 計(jì)算模型材料試驗(yàn)參數(shù)26-27
• 2.3 相似材料選擇原則及要求27-29
• 2.3.1 模型材料的選擇原則27-28
• 2.3.2 原材料的選取要求28-29
• 2.4 相似材料原料的選擇29-33
• 2.4.1 膠結(jié)材料29-31
• 2.4.2 骨料31-32
• 2.4.3 輔料32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 相似材料力學(xué)特性主控因素實(shí)驗(yàn)研究34-55
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及方案34-38
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置34-36
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案36-38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程38-41
• 3.2.1 試件制作38-39
• 3.2.2 參數(shù)測(cè)定39-41
• 3.3 相似材料成型強(qiáng)度影響因素作用規(guī)律研究41-48
• 3.3.1 原材料的影響效應(yīng)41-44
• 3.3.2 制樣工藝的影響效應(yīng)44-46
• 3.3.3 外界環(huán)境的影響效應(yīng)46-48
• 3.4 相似材料力學(xué)性能工藝優(yōu)化研究48-54
• 3.4.1 優(yōu)化結(jié)果分析48-51
• 3.4.2 工藝耦合作用規(guī)律51-54
• 3.4.3 不同力學(xué)特性的工藝優(yōu)化參數(shù)54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 相似材料配比模型實(shí)驗(yàn)研究55-79
• 4.1 實(shí)驗(yàn)工藝及設(shè)計(jì)55-58
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)工藝55
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)55-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果58-60
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-69
• 4.4.1 應(yīng)力應(yīng)變曲線分析60-61
• 4.4.2 各因素敏感性分析61-66
• 4.4.3 多元線性回歸分析66-69
• 4.5 相似材料堅(jiān)固性和吸附解吸性能研究69-74
• 4.5.1 相似材料的堅(jiān)固性研究69-71
• 4.5.2 相似材料的吸附解吸性能研究71-74
• 4.6 相似材料配比模型74-78
• 4.6.1 試驗(yàn)指標(biāo)間的耦合關(guān)系74-76
• 4.6.2 配比模型的解算歸納76-78
• 4.7 本章小結(jié)78-79
• 5 相似材料配比模型驗(yàn)證分析79-85
• 5.1 驗(yàn)證方案79-80
• 5.1.1 分析驗(yàn)證指標(biāo)79
• 5.1.2 選定驗(yàn)證方法79-80
• 5.2 驗(yàn)證過(guò)程80-82
• 5.2.1 試樣制作細(xì)節(jié)處理80-81
• 5.2.2 指標(biāo)測(cè)試注意事項(xiàng)81-82
• 5.3 模型可靠性分析及應(yīng)用82-84
• 5.3.1 試驗(yàn)值與理論值的對(duì)比分析82-83
• 5.3.2 配比模型的應(yīng)用83-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 6 結(jié)論與展望85-88
• 6.1 全文結(jié)論85-86
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)86
• 6.3 后續(xù)研究工作展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 致謝92-93
• 附錄93

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：687954