井工煤矿动力灾害源探测技术研究

发布时间：2024-02-04 17:47

　　我国煤层大多埋藏较深、地质条件复杂，适用井工开采的储量占煤炭资源储量的96％，复杂的煤田地质条件给煤矿安全生产带来了诸多动力灾害。这些矿井动力灾害事故都具有急剧性、突发性和猛烈性等破坏特征，会造成重大的人员伤亡和经济损失。由于贵州的高瓦斯矿井和突出矿井数量均居全国首位，因此在全省煤矿安全生产中煤与瓦斯突出是迫切需要解决的动力灾害之一，是煤矿灾害防治的重中之重。本文选取贵州汪家寨煤矿为研究背景，以突出综合作用假说和煤岩声发射原理为理论基础，利用声发射探测技术对回采工作面进行现场监测，并应用BP神经网络对工作面突出的危险性预测进行研究。 （1）本文首先阐述了矿井动力灾害的主要特点，介绍了煤与瓦斯突出动力灾害源探测技术的研究现状和发展趋势，并选择动态非接触式连续探测方法中的声发射法作为煤与瓦斯突出的动力灾害源探测技术手段。 （2）采用汪家寨煤矿煤岩层的力学、渗流参数，利用RFPA2D软件建立数值模型，通过模型计算结果表明综合作用假说适用于该矿的煤与瓦斯突出机理，将突出过程分成酝酿、初始、成长、减缓和再次激发等五个阶段，同时分析了突出过程变化。 （3）根据煤岩体的声发射原理和理论模型对煤与瓦斯...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1煤与瓦斯突出的数值模型

采用平面应变分析法，可以将模型尺寸6.9m×13.8m均等划分成100×200个基元。其中，煤与瓦斯突出的数值模型中煤岩层的一些力学、渗流参数如表2.1。图2.1煤与瓦斯突出的数值模型表2.1数值模型中煤岩层的力学、渗流参数参数煤体顶底板参数煤体顶底板均值....

图2.2突出过程中煤岩体的应力变化、声发射变化和弹性模量变化

-14-图2.2突出过程中煤岩体的应力变化、声发射变化和弹性模量变化2.3基于综合作用假说的突出过程分析2.3.1突出过程的动力学描述根据上述煤与瓦斯突出的数值模拟的计算结果表明，伴随着突出发展过程，工作面前方附近煤岩体的力学作用也随之发生复杂变化，据此将煤与瓦斯突出划....

图2.3煤与瓦斯突出过程的动力学描述

分别是：突出酝酿阶段、突出初始阶段、突出成长阶段、突出减缓阶段和突出再次激发阶段，具体描述如图2.3所示。图2.3煤与瓦斯突出过程的动力学描述突出酝酿阶段：该阶段为突出创造前提条件和做前期准备工作。酝酿阶段的前期准备工作包括了井下工程区域内的采掘作业扰动、煤层内瓦斯快递解吸....

图2.4煤与瓦斯突出过程的应力变化曲线

由于煤层所处的应力主要包括了瓦斯压力、原岩应力、残余的构造应力、现代的构造应力（也称为采动应力）等多种元素，因此煤层发生煤与瓦斯突出过程的应力变化相对较为复杂，具体变化如图2.4所示。图2.4煤与瓦斯突出过程的应力变化曲线2.3.3突出过程的瓦斯浓度与瓦斯压力变化在突出酝酿....

本文编号：3895615