煤岩电磁辐射多重分形特征研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peterkong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
煤炭作为我国重要的战略资源,在经济发展过程中起着至关重要的作用。安全、有效的煤矿生产具有重大的社会和经济意义。煤矿开采过程中的煤矿动力灾害是制约煤矿安全生产的重要因素之一。煤矿动力灾害准确、有效的预测在煤矿安全生产的过程中显得至关重要。分形理论是由美国学者提出的一种定量描述不规则自然现象的几何工具。由于对非线性复杂现象的准确描述,该理论一经提出就在学界引起了巨大的反响。多重分形能够准确描述的分形事物复杂非线性特征。固定质量法具有:不存在起点效应、尺寸效应、收敛性好的优点。本文首先使用固定质量法对单轴压缩过程中纯煤样、不同比例的组合煤样的电磁辐射信号进行了分析。得到了整个加载过程中电磁辐射信号的多重分形维数和多重分形谱宽度随时间的变化规律。分析了多重分形谱宽度与组合煤样顶板比例、单轴抗压强度、弹性模量、弹性能指数、冲击能指数、剩余能量之间的关系。  本研究主要内容包括:①煤岩材料受载的过程中,会向外部空间发射低频电磁辐射信号。②单轴压缩过程中,试样处于压密阶段时,电磁辐射脉冲数基本保持较大幅度的增加;进入弹性阶段后,电磁辐射脉冲数信号开始减少,并保持一段时间的稳定状态;当应力增加至应力极限时,电磁辐射脉冲数信号突然增加并保持在一个较高的峰值;试样进入残余变形阶段后,又逐步下降至峰前水平。③煤岩材料受到外部的荷载时,材料向外发射的电磁辐射信号是一种不连续的信号,具有阵发性特点。④电磁辐射信号值与组合煤样顶板所占整个试样的比例呈正指数关系。当组合煤样中顶板所占比例增加,单轴压缩过程中产生的电磁辐射信号以正指数的比例随之增加。⑤使用分形理论对煤岩体向外发射的电磁辐射信号进行处理后发现,该电磁辐射信号具有分形特征。⑥多重分形维数随着统计距的阶q的增大而逐渐减小,当q值增加到一定程度时,多重分形维数趋近于稳定状态,继续增大q值分形维数将保持不变。⑦把试件整个受载过程,按照时间平均分成20等分,使用固定质量法计算多重分形维数发现:在相同的时间段内,统计矩q值越大,所对应的多重分形维数值就越小。试件整个加载过程中,多重分形维数会随应力的变化而变化,试件受载破裂前,多重分形维数表现为不规则的震荡特征,试件受载破裂后,多重分形维数先下降后快速增加。⑧定义多重分型谱。将整个受载过程分为:压密、弹性、塑性、主破裂、残余变形五个阶段。分别计算每个阶段的多重分形谱宽度。在单轴压缩过程中试件由压密阶段进入弹性阶段,多重分形谱宽度小幅度减小。随着应力的的增加,试件由弹性阶段进入塑性阶段,多重分形谱宽度开始增大。临近主破裂阶段,多重分形谱宽度继续增大,并达到最大值。进入残余变形阶段后,出现了小幅度的降低。根据以上分析,我们可以得出结论,当多重分形谱宽度急剧增加时,试件将发生冲击破坏。⑨对于组合煤样,单轴压缩过程中多重分形谱宽度与顶板所占比例、试件单轴抗压强度、弹性模量、弹性能指数、冲击能指数、剩余能量均成正相关关系。
其他文献
目的:探讨对肛裂手术患者给予术后综合护理干预后获得的便秘预防效果.方法:将我院2016年08月~2019年04月收治的94例肛裂手术患者数字奇偶法分组;护理组(47例):采用术后常规护
受构造和多次动压影响的巷道支护问题一直是枣泉煤矿安全开采所面临的难题之一。研究该类巷道的合理支护对策,并针对具体条件设计支护方案和确定相关参数无疑具有一定的理论意
矿井粉尘的防治对于煤矿的安全生产有着极其重要的意义。矿井的粉尘灾害一直是困扰煤矿安全生产的重要的难题。由于吸入粉尘所引起的尘肺病也成为影响煤矿工人身心健康的一大
水射流切槽定向断裂控制爆破改善了传统光面爆破的成型质量,解决了机械刻槽的卡刀等问题,然而,由于岩体中常存在各种结构面,当射流切槽爆破爆生裂纹在遇到这些结构面后其扩展规律将必然发生改变。同时,爆炸载荷的瞬时性以及爆破岩体非线性响应的复杂性等,使得至今对于水射流切槽定向断裂爆破的研究还很不足,理论分析方法还有待发展和完善。因此,研究缺陷介质对射流切槽定向爆破的影响具有一定的理论和实践意义。本论文运用断
随着新课程的推进和普通中学教学设备的完善,英语课堂教学已变得更加丰富.但是如何采取有效的方式方法,让一节课的效率更加高,让学生在新课程教学中收获到更多的知识是摆在每
我国大倾角煤层在西北、西南和南方一些缺煤地区赋存比较普遍。大倾角煤层的机械化开采,特别是大倾角厚煤层长壁综合机械化放顶煤开采是亟待攻克的技术难题。研究大倾角综放开
黑龙江省地处我国北方高寒地区,拥有丰富的水路交通资源,但是受环境因素的制约,各主要航道冬季冰封时间较长,部分航道存在枯水期,严重影响了航运的效率。空气动力艇作为一种
由于我国经济的飞速发展,大规模、高强度的矿产资源开发活动,超过了矿山地质环境的容量,开采理论和技术、管理理念和制度的相对落后等原因,引发了一系列突发性的地质灾害问题
小学是人生观、价值观、世界观形成的重要阶段,小学时养成的习惯品行往往会影响一生的发展.由于语文学科的特殊性,小学语文以文字教育为主,课文内容包含更多的社会知识,便于
对于具有煤与瓦斯突出的矿井而言,保护层开采是最为有效消突的措施之一,煤层群保护层开采研究的关键在于保护范围的划定,物理相似模拟是保护层开采研究中的一种重要方法。物理相