煤與瓦斯突出是一種極其復(fù)雜的礦井動力事故,常常造成大量的人員傷亡、惡劣的社會影響和重大的經(jīng)濟(jì)損失,已成為制約我國煤炭工業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素。揭示煤與瓦斯突出的致災(zāi)機(jī)理,對突出進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測、預(yù)警,才能有效預(yù)防突出事故發(fā)生。然而,由于突出過程的復(fù)雜性及涉及因素的多樣性,現(xiàn)有突出機(jī)理研究仍不能準(zhǔn)確闡述各因素在突出中的作用機(jī)制,無法用數(shù)學(xué)模型定量地描述各因素的作用效應(yīng),無法為突出預(yù)警提供科學(xué)可靠的理論依據(jù),加之突出前兆信息研究方法發(fā)展不均衡,物理模型試驗(yàn)作為在各方法中尚處于弱勢地位,突出前兆信息演化規(guī)律研究及突出預(yù)警理論技術(shù)仍不滿足安全生產(chǎn)的需求。本文采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)等多種手段,從煤與瓦斯突出都存在的瓦斯卸壓這一關(guān)鍵致災(zāi)因素入手,研究分析了簡單工況下煤體瓦斯卸壓損傷致突機(jī)理,重點(diǎn)研究了瓦斯卸壓過程中吸附氣體解吸擴(kuò)散規(guī)律、氣體動力作用誘發(fā)的煤體損傷劣化規(guī)律、煤體有效應(yīng)力變化規(guī)律,構(gòu)建了描述該動態(tài)過程更準(zhǔn)確的含瓦斯煤氣固耦合動力學(xué)模型,并基于煤體瓦斯卸壓損傷致突機(jī)理,提出了具有普適性的突出前兆敏感指標(biāo),開展了巷道掘進(jìn)誘發(fā)的煤與瓦斯突出模擬試驗(yàn),監(jiān)測并揭示了普適性敏感指標(biāo)的敏...

【文章頁數(shù)】：182 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１煤的孔隙類型??Ｆｉｇ?２．１?Ｐｏｒｅ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｃｏａｌ??

將孔隙分為??開放性孔隙（又稱導(dǎo)通性孔隙）、封閉性孔隙、半封閉性孔隙（又稱獨(dú)頭孔隙或死孔隙）。??開放性孔隙與其他的孔隙或裂隙連通，瓦斯可以在其中自由流動；封閉性孔隙是完全封閉??獨(dú)立的孔隙，內(nèi)部瓦斯不參與滲流擴(kuò)散過程；半封閉性孔隙的瓦斯在擴(kuò)散過程中會因受阻??而被迫向其他方向流....

圖２．３煤基質(zhì)中瓦斯表面擴(kuò)散??Ｆｉｇ?２．３?Ｇａｓ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｉｎ?ｃｏａｌ?ｍａｔｒｉｘ??

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???２．２．２煤基質(zhì)瓦斯擴(kuò)散物理過程??多孔隙介質(zhì)中不同尺寸孔隙的擴(kuò)散機(jī)理是不同的。根據(jù)孔半徑＾和分子運(yùn)動平均自由??程Ａ的相對大小，可將煤層瓦斯在不同孔隙中的氣相擴(kuò)散可分為菲克（Ｆｉｃｋ）型擴(kuò)散、諾??森（Ｋｎｕｄｓｅｎ）型擴(kuò)散和過渡型擴(kuò)散［１：？１’１....

圖２．４煤粒瓦斯放散測定儀??

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???緣丄編＿??Ｆ?１ＦＢ｜?＾ｍ＾Ｍ?ｉ??ｌｌ＾％ｍｍｗｍ＾＼??（ｂ）實(shí)物圖??圖２．４煤粒瓦斯放散測定儀??Ｆｉｇ?２．４?Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ?ｏｆ?ｇａｓ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｉｎ?ｃｏａｌ??儀器調(diào)節(jié)瓦斯解吸環(huán)境氣壓的基本原....

圖２．５不同環(huán)境氣壓下煤樣的瓦斯解吸量（９６０ｍｉｎ）??Ｆｉｇ?２．５?Ｇａｓ?ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｖｏｌｕｍｅ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｍｂｉｅｎｔ?ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ?（９６０ｍｉｎ）??試驗(yàn)結(jié)果顯示，不同環(huán)境氣壓下，煤樣瓦斯解吸隨時(shí)間變化趨勢保持一致，即煤樣瓦??

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???４．５?■??４?＿＿＿＿ＸｖＯ？（Ｈ）０??．．．?＂??３．５?■?僵?〇??一?３?■?二撕?５??２．５?．?０＾＾：二二一——測〇??０．５?■??０????１?１?１?１?１??０?１?２?３?４?５?６??時(shí)間／Ｘ１０４?ｓ??圖２．５不....

本文編號：4033291