基于煤岩物性因素的电性特征影响规律研究

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随着我国煤炭开采的深度和规模不断增加,煤矿灾害发生的频率也随之增高,造成的危害也更大。煤矿生产安全事关国家能源供应的稳定和工人的人生安全,所以对矿井各种灾害预测方法的研究具有重大的意义。人们对各类预测煤矿灾害的方法展开了深入的研究与分析,其中电阻率法也被用来预测煤矿灾害的发生。电阻率法能够通过利用地壳内各种岩石之间导电性的不同,凭借探寻和揭露地下人工建立的稳定电流场的分布规律,来探测断层破碎带、调查岩溶发育带、探测含水层,探查地质构造以及预测煤岩动力灾害等。其中煤岩物性差异(如变质程度、煤岩组分、湿度、温度等)是电阻率的主要影响因素之一。因此,深入研究并揭示煤岩物性因素对电阻率的影响规律、建立电阻率与煤岩物性之间的相关关系,对煤矿安全生产具有重要意义。本文以煤体电阻率为研究对象,在国内不同矿区采集了五种不同变质程度的煤,采样地点中大石圈矿为长焰煤,洪兴矿为肥煤,东李矿为焦煤,老洼地矿为贫煤,白羊岭矿为无烟煤。通过搭建的实验测试系统,对不同物性影响因素(不同变质程度、不同煤岩组分、不同湿度、不同温度、不同测试频率)影响下的煤体电阻率进行了测定。实验结果可为煤矿水害和火灾的防治提供基础理论指导,随着湿度的增加,煤样的电阻率呈下降趋势,且规律较为明显,可利用煤体电阻率及其变化规律探测含水层,对矿井水害进行预测。煤体电阻率随温度升高呈下降趋势,且温度越高,电阻率越趋于稳定,可用于采空区遗煤温度的推算,对自燃危险区域进行判定。本文在某矿井进行了电阻率的现场测试,通过对测试所得电阻率图的变化规律分析,对所探测巷道前方突水风险进行了预测。该论文有图33幅,表9个,参考文献65篇。
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