含水瓦斯抽采钻孔孔周煤岩蠕变损伤本构模型研究

来源 :西安科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haiyunnihao
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
瓦斯抽采是矿井瓦斯治理的重要手段。然而随着抽采时间的延长,瓦斯抽采钻孔孔周煤岩的蠕变时刻都在威胁着钻孔稳定性以及煤层安全开采,同时,在井下工作面钻孔的过程中,通常会存在大量的水。水对煤岩可以产生软化、泥化作用,导致钻孔发生体积膨胀、蠕变等明显变化,随着瓦斯抽采时间延长和水含量的改变,抽采钻孔孔周煤岩蠕变损伤过程多变复杂。因此,亟需开展含水瓦斯抽采钻孔蠕变损伤规律的研究。蠕变本构模型能够很好地反映钻孔的蠕变规律,但现有的模型中很少有考虑含水损伤对钻孔蠕变特性的影响。为了更好地反映钻孔损伤破坏规律,需要从蠕变模型入手,建立能够反映蠕变全过程的含水损伤变化和声学参数变化规律的蠕变本构模型。本文通过实验室分级加载蠕变试验,采用声发射检测系统和超声波监测系统,结合现场钻孔声学效果检测,运用统计损伤力学理论知识,开展了含水瓦斯抽采钻孔孔周煤岩蠕变损伤本构模型的研究,取得以下主要研究成果:(1)发现西原模型不能很好反映加速蠕变阶段的蠕变规律,在西原模型基础上,通过串并联可描述加速蠕变阶段的黏塑性元件,对西原模型进行改进。并基于煤岩损伤定义,建立能够反映含水损伤变化和声学参数变化规律的蠕变本构模型。(2)利用YYL200电子蠕变试验机开展不同含水率含孔煤岩体的分级加载蠕变试验,研究了含水率对含孔试样蠕变特性的影响,分析了含水率对含孔煤岩体损伤变量的影响规律,结合能够反映含水损伤变化规律的蠕变本构方程,得到反映含水损伤模型的参数演化规律,并通过含水含孔煤岩体的蠕变试验值与模型计算值进行对比,验证了含水蠕变损伤模型的合理性,为探讨含水率对瓦斯抽采钻孔孔周煤岩蠕变损伤破坏的影响规律提供理论依据。(3)通过声学检测技术,对本次分级加载蠕变过程中声发射数据特征参数及超声波参数进行分析,研究不同含水率对含孔煤岩体蠕变过程中的声学特性影响,得到了声发射累计振铃计数损伤值与含水率之间的关系,以及超声波波速损伤值与含水率间的关系,探讨了不同含水率对含孔煤岩体的声学损伤演化规律。并通过蠕变试验值与模型计算值进行对比分析,验证能够反映声学参数变化规律的蠕变本构模型的合理性。(4)通过对余吾煤矿现场瓦斯抽采钻孔蠕变损伤的声学效果进行检测,得到超声波波形、振幅、波速、损伤变量等参数随成孔时间和含水环境的变化规律,并与实验室内声学试验结果以及能够反映声学特征规律的蠕变本构模型参数进行对比,发现现场试验、室内试验以及模型的参数变化规律一致,验证了试验结果的正确性和能够反映声学特征规律的蠕变本构模型的合理性。试验结果为瓦斯抽采钻孔声学监测方面提供了一定的指导作用。
其他文献
目的:探究乳腺癌新辅助化疗中钙化的变化与肿瘤化疗前后病理反应及化疗反应MP(Miller&Payen分类)分级的关系,探讨是否能够根据乳腺X线摄影中钙化的变化与化疗反应MP(Miller&P
随着桥梁结构向高强、轻质方向发展,超重车过桥的情况愈来愈频繁。由于城市桥梁具有交通量大、作用荷载类型多样和多车道作用效应引起的结构受力复杂等特点,为确保超载超限车辆安全通行和城市桥梁正常使用,本文依托于国家重点研发计划“城市快速路桥梁超限荷载监测预警系统与安全风险控制技术(2017YFC0806001)”,对超限荷载谱下城市桥梁安全评定方法进行研究。同时,对依托工程进行实桥运用。本文研究内容和成果
金属纳米材料是目前使用最多的纳米材料。随着其大量应用,金属纳米材料将不可避免地进入环境中,通过食物、饮水、大气等途径进入生物体内,也会不可避免的暴露于人体中,最终对
研究目的通过对腰4椎体退变性滑脱患者及正常健康志愿者脊柱-骨盆矢状面参数的测量,探讨所测两组参数特点及各参数之间的相关性。研究方法回顾性分析2011年1月~2014年6月期间
AA 6061铝合金是经热处理预拉伸工艺后生产的高品质铝合金,在航空航天、船舶、汽车制造等领域,具有非常广阔的发展前景。AA 6061铝合金相关加工技术和成形技术(铝合金热成形、
滑坡是一种常见的地质灾害,经常造成交通中断、河道堵塞、工程建设受阻,严重威胁人民生命财产安全。锁固型滑坡一般具有隐蔽性、突发性和高速远程的特点,灾害损失更加严重,因
为了研究增强UV-B辐射影响芒果叶片光合作用的形态结构损伤机制,本文以生长健壮的“台农一号”芒果树为试材,采用24kJ/m2·d(低剂量)和96kJ/m2 d(高剂量)的UV-B紫外灯在田间
捆绑连接结构作为捆绑火箭芯级和助推器之间的关键传力部件,其力学特性影响火箭的动力学行为,进而影响火箭发射的安全性和可靠性。捆绑连接结构固有的间隙、摩擦、接触、预紧
随着交通运输行业的日益壮大,在带给人们出行便利的同时,也导致了各种各样的道路安全和交通拥堵问题。智能交通的出现及发展,有效地帮助人们缓解了这一系列问题。其中,车辆的
超磁致伸缩驱动器是一种智能材料驱动器,相比传统的液压式、气动式、电机式驱动器,具有响应速度快、能量转换效率高、可靠性高等优点。然而迟滞非线性的存在使超磁致伸缩驱动