煤粉化驱动瓦斯放散机理及突出预测方法研究

来源 :北京科技大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:virusniper
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
煤与瓦斯突出一直是矿井安全生产领域研究的热点、重点和难点问题。在以瓦斯压力为主导的煤与瓦斯突出过程中,煤粉化能够驱动瓦斯快速放散,推动和加剧了突出的发生发展。本文基于断裂力学、弹性损伤力学以及气体流动理论,采用理论分析、实验研究和数值模拟等方法,对煤粉化驱动瓦斯放散机理及突出预测方法进行研究。通过研究煤粉化对瓦斯突出的作用机理,耦合了卸压时间和孔隙压力变化的影响,以菲克扩散定律、弹性损伤力学以及Griffith断裂准则为理论基础,研究了煤粉化破坏机理及其主要影响因素,构建了孔隙瓦斯压力变化模型、孔隙扩展破坏临界判别模型、孔隙扩展方向判别模型以及煤粉化气固耦合破坏模型。研制了煤粉化破坏实验平台,选用5种不同瓦斯压力,对不同粒径煤样进行了煤粉化实验,分析和研究了不同瓦斯压力、煤体粒径和卸压时间对煤粉化效果的影响以及煤样粉化前后的特征变化。结果表明瓦斯压力越大,卸压时间越短,煤粉化强度、分散度和瓦斯放散量越大。采用RFPA岩石破裂过程分析软件对不同压力相同孔隙、相同压力不同孔隙以及多孔隙平行和倾斜布置的煤粉化破坏过程进行了模拟研究。结果表明煤体孔隙总是沿着长轴方向扩展,瓦斯压力越大、孔隙孔径越大,煤粉化发生的位移越大,声发射现象越明显。基于上述研究结论,分析了煤粉化驱动瓦斯放散的过程,依据煤体均质球形瓦斯扩散理论,构建了煤粉化驱动瓦斯放散的动力学模型,采用叠加法和分离变量法进行求解,通过煤粉化实验对模型进行了验证。结果表明理论计算值和实验值较好吻合。利用煤粉化驱动瓦斯放散机理,提出了一种煤与瓦斯突出预测方法。建立了粉化强度、粉化瓦斯放散量和粉化分散度的预测指标体系,通过与现有指标的相关性分析,采用曲线拟合和统计分析法确定了各个预测指标的预测临界值范围,并利用该方法进行了现场预测,取得了较好的应用效果。论文揭示了煤粉化是孔隙在瓦斯压力作用下的拉伸扩展破坏,驱动瓦斯的快速放散,推动和加剧了突出的发生发展,提出的突出预测方法在现场得到了应用,为矿井煤与瓦斯突出事故防治提供了一种新的途径和方法。
其他文献
动物和环境属于民事法律关系的范畴,因此需要民法予以规范。动物和环境属于客体还是主体,属于物还是其他客体,民法能够解决动物和环境的什么问题,民法的规定和专门法律法规的
老年社区服务,是特定时代的产物,是特殊的社会工作,具有时代性、社会性、正义性、法权性等基本特征,发展老年社区服务对社会经济发展具有重要作用。 Elderly community serv
问题是思维的动力,是创新精神的摇篮。课堂教学要利用丰富的教学资源.创设浓厚的问题情境以引导学生的课堂学习,通过虚拟操作、选择性评价、智能反馈等多种学习方式促进不同层次
20世纪60年代,由于在意识形态领域以及一些现实问题中的分歧越来越大,中苏之间的矛盾越来越深,乃至尖锐对立.苏联在中苏和中蒙边境陈兵百万,虎视眈眈,不断挑起边境冲突和磨擦
直至近代,日本文学始终存在着两大派系:一是用中国的语言和表达形式创作的汉文学;一是用和文创作的日本本民族的传统文学——“和文学”。日本汉文学是在吸收我国古代文学的
应用型人才培养是地方本科高校的主要任务。国际商务类专业教学中存在偏重理论知识传授、缺乏跨文化商务实践能力及外语语言应用能力训练等问题。应用型国际商务人才培养应以
《简·爱》与《红与黑》分别以维多利亚和法国波旁王朝复辟时期为背景,以马克思主义理论的阶级歧视论和人的商品化为视角,讲述了主人公简·爱和于连改变自己社会地位的成与败
五道白河特大桥主跨为3-(80+80)mT构连续梁,其下部基础位于水电站上游蓄水流域,30#主墩承台临近北岸山体且埋入粗圆砾土层中。为在项目进场初期有效利用水电站大坝检修时的短
日前,财政部、国家税务总局联合发布《关于农产品批发市场、农贸市场房产税城镇土地使用税政策的通知》(财税[2012]68号,以下简称《通知》),决定自2013年1月1日至2015年12月31日
报纸
分析探讨了"东北八大怪"的文化表现和文化成因,并据以形成了"东北八大怪"旅游开发的"创意性、市场化、原真性"三大开发原则和"以怪文化为核心,以体验化为目的,以社区化为依托,以品质