导读:本文包含了破碎煤岩体论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:顶板,注浆,断层,应力,井位,稳定性,煤矿。
破碎煤岩体论文文献综述
张天军,庞明坤,彭文清,刘楠,黄耀光[1]（2019）在《叁轴应力下胶结破碎煤岩体渗流稳定性》一文中研究指出岩块间胶结结构的破坏是陷落柱诱发煤矿突水事故的重要因素之一。为研究胶结破碎煤岩体在叁轴承压下的渗流稳定性,分别制作10组含有不同级配结构的煤样,利用自主设计的叁轴渗流试验系统对胶结破碎煤岩体的渗透率k、非Darcy流β因子和失稳临界值进行试验测定。结果表明:1)不同Talbot指数n所对应的胶结破碎煤岩体孔隙结构不同,承压变形时其渗透率与有效应力满足函数关系:k=ae~(bσ_c),说明快速压密阶段主要影响的是初始孔隙率,后续结构重调整阶段骨架颗粒发生了剥落、破碎;2)当渗透率k下降到10~(-10)m~2以下、或非Darcy流β增加到10~6 m~(-1)时,都会引起渗流系统失稳,说明两者数量级的改变可诱发β因子突变到负值,其符号的变化可作为煤岩体渗流失稳的临界条件;3)高应力水平状态下,60%的级配结构在渗流过程中均出现失稳阶段,说明渗流参数是否满足βk~2<3.90×10~(-12)m~3,可作为预测煤矿突水事故的重要依据。(本文来源于《采矿与安全工程学报》期刊2019年04期）
周敖[2]（2019）在《基于分形理论的破碎煤岩体非Darcy渗流特性试验研究》一文中研究指出破碎岩体的渗透性比未受损岩体的渗透性高出很多倍,所以渗透导致的灾害多发于破碎煤岩区域,而井下工程中由于含水条件的不同,使得不同湿度下破碎岩体的粒度分形有较大差异,进而影响破碎岩体的孔隙度,改变其非Darcy渗流特性。因此,研究不同级配破碎煤岩非Darcy渗流特性,对矿井安全生产有着重要的理论意义。本文将分形几何与破碎煤岩多孔介质理论结合起来,分析不同级配破碎煤岩体试样的压实变形以及粒度分形维数与孔隙度之间的变化规律,拟合破碎煤岩多孔介质轴向位移和轴向应力之间的关系式,构建粒度分形维数与孔隙度、应力之间的数学关系模型。利用DNS200电子万能试验机,进行不同湿度下标准煤岩样的相似材料力学性质试验,分析抗压强度、弹性模量、应力、应变以及轴向应力作用下裂隙发育程度。试验结果表明本次试验的标准试样随湿度每增加15%其抗压强度降低22.70%左右,弹性模量降低25.65%左右;利用DDL600电子万能试验机,进行不同湿度不同级配破碎煤样粒度分形维数压实特性试验,分析在此环境下分形维数和压缩模量随轴向应力的变化规律。基于分形理论分析轴向应力作用下不同级配破碎煤岩体的渗流特性,分析粒度分形维数对渗透特性的影响,研究结果表明破碎煤样在分形维数D<2.4时,渗透率KN变化梯度较大,分形维数D>2.4时,渗流趋于0，并建立轴向应力与破碎样渗流分形理论模型。本文通过对破碎煤岩多孔介质的粒度分形维数与孔隙度、渗透率变化规律研究,丰富了粒度分形渗流理论,为采矿工程、地下水工程和地质工程等领域的非Darcy渗流问题提供了理论依据。(本文来源于《西安科技大学》期刊2019-06-01）
李振[3]（2018）在《老空区破碎煤岩体变形与渗流特性研究及在煤层气抽采中的应用》一文中研究指出近年来,废弃矿井老空区煤层气作为一种非常规天然气资源正得到越来越多的关注,其抽采利用一方面可以解除临近煤层瓦斯压力,为残留煤炭资源二次开采创造有利条件;另一方面老空区瓦斯“变废为宝”作为清洁能源可以改善我国能源结构,还可防止其逸散到大气中积聚温室效应。因此对废弃矿井老空区煤层气进行抽采利用意义重大。根据中国工程院重大咨询研究项目-我国煤炭资源高效回收及节能战略研究结果预测,到2020年,我国废弃矿井数量将达到1.2万个。这些废弃矿井闭井前煤炭资源回收率一般不高,其内部蕴含有大量的煤层气资源,闭井后随着时空演化更是富集了丰富的煤层气。国外已有老空区煤层气抽采技术的研究,但国内相关条件相对复杂这一领域的研究尚处于起步阶段。本文在前人的研究基础上,针对国内废弃矿井老空区煤层气地面抽采钻井井位难以精准确定、破碎煤岩体变形与渗流特性不清楚等实际问题,以山西省晋煤集团沁水煤田废弃老空区为研究对象,通过理论分析、数值模拟、实验室实验以及现场工业试验等方法对老空区煤层气抽采的相关技术基础进行了系统研究,得到的主要研究结论如下:(1)科学界定了废弃矿井老空区煤层气储气空间概念,将废弃矿井老空区煤层气储气空间划分为垮落式和刀柱式两类典型老空区储气空间。结合开采卸压区和塑性破坏区圈定了不同类型老空区煤层气储气空间的富集范围。通过数值模拟发现垮落式老空区存在有“哑铃形”叁维卸压体,其被包裹在上大下小、对底倒立的梯形塑性破坏空间组合体内;刀柱式老空区n(n为柱采区域个数)个“纺锤形”卸压空间组合体被n个对底的倒梯形塑性破坏空间组合体所连通。基于此,横向上将垮落式老空区划分为外延塑性区、穿层裂隙发育区和压实影响区,将刀柱式老空区划分为外延塑性区和卸压连通区。(2)分析了老空区煤层气来源及破碎煤岩体在老空区煤层气富集中的作用,归纳提取了老空区垮落带破碎煤岩体渗流模型及其特点,为满足研究破碎煤岩体压实过程中内部破裂规律及声发射参数随应力变化规律的需要,自主研发了用于揭示破碎煤岩体内部破裂规律的破碎煤岩体压实-声发射实验系统,提出了适用于破碎煤岩特殊多孔介质的专用声发射实验方法;为研究垮落带破碎煤岩体压实过程中气体渗流特性自主研发了含瓦斯破碎煤岩体压实-渗流实验系统,并依据破碎煤岩体物性特点提出了针对性的气体渗透实验方法。(3)应用破碎煤岩体压实-声发射实验系统研究了不同颗粒粒径、不同岩性破碎煤岩体的压实变形特性。将破碎煤岩体压实过程划分为初始压密、线性压实、塑性压固叁个阶段。叁个变形阶段分别在轴向应力达到破碎煤岩体单轴抗压强度的5~10%、5%~30%和30%~40%时发生,且破碎颗粒体粒径越大、岩性越软则其初始压密阶段、线性压实阶段所经历的时间越长。(4)阐明了声发射计数、声发射能量随时间的演化规律及其与破碎煤岩体叁个变形阶段的对应关系。在初始压密阶段,仅有少量颗粒摩擦型声发射信号产生,因此声发射累积计数、累积能量很小;线性压实阶段颗粒摩擦型和颗粒破碎型声发射信号突增,声发射累积计数、累积能量由开始的“下凸”型增长转变成直线型增长模式;在塑性压固阶段,破碎煤矸石、破碎石灰岩声发射信号呈现衰减式增长模式,而破碎无烟煤则仍呈直线型增长模式。(5)破碎煤岩体轴向压实过程中声发射有两类破裂演化模式,且破裂演化模式与轴向压缩阶段有关。破碎煤岩体压实过程中具有分层破裂的特性,即破碎煤岩体在轴向压缩环向位移约束条件下,内部破裂首先发生在中部层位,随着加载的持续进行破裂将逐渐向上部及下部层位转移,并最终在中部及上部层位发生最大程度破裂。(6)应用破碎煤岩体压实-渗流实验系统,开展了破碎无烟煤压实过程中孔隙率-渗透率-瓦斯压力关系的实验研究。揭示了破碎无烟煤流态随着瓦斯压力的减小由达西流动向滑脱流动转变的内部机理。发现破碎煤岩体中煤层气运移需要启动压力,拟启动压力梯度在80~103Pa/m之间随着孔隙率的减小而增大;破碎无烟煤渗透率在10~(-12)~10~(-11)m~2之间随孔隙率的增大呈现指数函数增加,随瓦斯压力梯度的增大呈现对数函数增加,即使应力恢复到原岩应力,破碎无烟煤渗透率仍在10~(-12)m~2以上,因此垮落带破碎煤岩体连同穿层裂隙区共同构成了“U”型高渗煤层气富集区。(7)综合不同类型老空区煤层气储气空间及破碎煤岩体变形与渗流特性研究结果,对晋城矿区废弃矿井老空区进行了分类与划分,提出了垮落式老空区应将地面钻孔布置在“U”型高渗煤层气富集区;刀柱式老空区钻井最佳井位应由中央刀柱采空区单元沿倾向和走向方向的中央位置钻入刀柱采空单元空腔和塑性破坏连通刀柱煤柱以及破碎煤岩体共同组成的高渗煤层气富集区,且钻孔终孔位置应尽可能打到底板层位。研究结论指导晋煤集团废弃矿井老空区煤层气地面抽采钻井井位布置,取得了良好的抽采效果。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-11-01）
侯广清[4]（2018）在《破碎煤岩体巷道加固与支护技术问题研究》一文中研究指出基于A矿7604运输巷绕道由于受到各方面应力的作用而发生比较突出的片帮现象,并发生顶板下沉等问题,探讨了巷道的侧向与超前支承压力等,同时研究了科学合理的支护方案。通过具体的工程实践发现,选择这种加固方法后,7604运输巷绕道变形和破坏问题得到有效解决,使巷道能够长期处于稳定状态。(本文来源于《能源与节能》期刊2018年09期）
王强[5]（2018）在《潞安矿区破碎煤岩体注浆加固技术研究及工程应用》一文中研究指出注浆是破碎煤岩体的有效加固方法,在煤矿井下围岩控制中得到广泛应用。但是,由于破碎煤岩体地质条件的复杂性,注浆加固影响因素的多样性,导致注浆工程实践一直领先于注浆理论研究,注浆参数大多依靠经验确定,明显影响了注浆加固的科学性、合理性与可靠性。本文以潞安矿区破碎煤岩体注浆加固为工程背景,采用理论分析、实验室试验、数值模拟、井下试验及注浆效果检测相结合的方法,开展破碎煤岩体注浆加固机理、注浆材料、注浆参数与工艺等方面的研究,取得以下研究成果:(1)开发出水泥改性液,并进行了改性水泥浆液粘度、结石率、粘结强度试验。当水灰比为0.7:1时,粘结强度(7d)在改性液用量20%左右时最高,比不加改性液提高42.36%。建议深孔注浆水泥改性液用量15%-20%。(2)开发出平板式裂隙注浆模拟试验台及配套软件系统,进行了不同裂隙开度与粗糙度、不同裂隙倾角、不同注浆压力条件下的注浆模拟试验。通过开度为2mm、3mm的光滑、粗糙裂隙,注化学浆、水泥浆及改性水泥浆的试验得出:所有压力曲线均出现压力上升段―稳压段―停止注浆后的压力降低段;随着浆液粘度增加,测点压力值出现先升高又降低的变化特征,浆液粘度在50-150mPa·s之间时相同测点的压力值最高;不同水灰比的单液浆压力稳压段恒定性好于化学浆;裂隙倾角变化对浆液压力影响很小。(3)多支裂隙注浆试验表明:主裂隙压力随浆液粘度增加,达到压力最大值时间延长,裂隙倾角变化对压力变化无明显影响。通过裂隙注浆模拟试验得出测点压力与注浆初始压力间呈线性关系;化学浆粘度与注浆压力符合指数关系。化学浆适宜工程使用粘度为50-150mPa·s;水泥注浆浆液水灰比宜为0.7:1-0.8:1。(4)采用UDEC数值模拟软件分析了浅孔低压、深孔高压注浆扩散形态与范围及主要影响因素,得出注浆压力与浆液扩散距离之间呈现二次抛物线函数关系,得到了浆液扩散半径公式R=1.76l~(1/2),扩散半径和注浆孔深度成指数关系。扩散形态以注浆孔中部位置为对称点,前后基本对称。水平方向注浆时最大扩散范围约3m,注浆孔垂直向下时扩散范围约2.5-3.0m,垂直向上时水平方向扩散3.0-4.0m。一般情况下深孔注浆水灰比应取0.7:1,注浆压力30MPa左右。(5)在潞安常村煤矿N1-3孤岛工作面收尾工程中进行了高压深孔注浆井下试验。确定了合理的注浆加固方法、方案、工艺及参数,并对注浆效果进行了检测。井下试验验证了本论文研究成果的正确性,井下注浆效果良好。(本文来源于《煤炭科学研究总院》期刊2018-06-11）
吕兆海,来兴平,赵长红,孙欢,闫瑞斌[6]（2018）在《断层破碎区煤岩体失稳机制与注浆耦合控制研究》一文中研究指出以清水营煤矿复杂煤层工作面穿越断层区域的工程应用为背景,分析了断层区开采扰动诱发断层活化机制及控灾减灾模式,确定了内部注浆耦合控制方法,改善了煤岩体自承载能力,提高支护结构与煤岩体相互作用和适应能力,实现了安全开采。本论文对复杂煤岩体开采扰动下安全开采提供了理论依据,为今后宁东矿区和全国类似条件煤炭能源安全高效开发提供了理论与工程借鉴。(本文来源于《华北科技学院学报》期刊2018年02期）
温晨,张军辉,景刘飞,杨雄,苏蓓桢[7]（2018）在《煤矿工作面破碎煤岩体注浆加固技术模拟研究》一文中研究指出采煤工作面煤体注浆是一项经济实用、技术成熟且广泛应用的现场施工技术,在煤矿现场中该技术对破碎煤体加固效果良好,可以极大程度上改善岩煤岩体结构及其性能,提高破碎煤体的整体性,提高破碎煤体的总体承载能力。由于现场注浆的施工孔主要是在煤体内部施工作业,且现场煤岩体裂隙分布复杂,导致目前还不能做到完全精确地控制注浆工艺流程,现场监测注浆扩散范围仍然没有精确的手段。(本文来源于《内蒙古煤炭经济》期刊2018年04期）
吕兆海[8]（2018）在《断层破碎区煤岩体失稳机制与协同控制技术研究》一文中研究指出以清水营煤矿复杂煤层工作面穿越断层区域为工程背景,对断层区煤岩结构失稳机制进行研究,给出了断层挤压冒顶的判断条件,确定了"内部耦合+外部约束"的协同控制方法。内部控制采取了锚杆与注浆控制结构,提高支护结构与煤岩体相互作用和适应能力;外部控制方法采取架棚铰顶、开采工艺装备优化调整等。应用实践表明,断层区煤岩体内外部控制方案在提高煤岩体自身强度的基础上加强了煤岩体抵抗变形的外部约束,减少了煤岩体灾变概率,实现了断层区冒落煤层的压缩与支撑协同、煤岩体下沉变形、破坏、失稳致灾过程受限与过程可控,从源头上实现了减灾与安全开采。(本文来源于《中国煤炭》期刊2018年02期）
潘红宇,周敖,石涛,张天军,李树刚[9]（2017）在《不同级配破碎煤岩体分形特性试验研究》一文中研究指出研究不同级配下的破碎煤岩分形特性及压实破坏前后煤岩分布分形维数变化规律。利用自制破碎煤岩压实装置,结合DDL600电子万能试验机和计算机采集系统等,对不同级配下破碎煤岩进行压实特性试验研究,分析了不同级配与轴向应力对破碎煤岩压实后粒度分布的影响规律,建立了破碎煤岩分形维数D与轴向应力的关系。结果表明:Talbol幂指数越大,粒度分布分形维数越小,分形维数随轴向应力增大而增大,且各级配下的分形维数逐渐趋于稳定;在同一载荷下,随着Talbol幂指数的大,分形维数逐渐减小且孔隙结构趋于稳定。(本文来源于《西安科技大学学报》期刊2017年06期）
尚宏波[10]（2017）在《破碎煤岩体流固耦合渗流稳定性试验研究》一文中研究指出随着煤炭开采深度的增加,越来越多的矿井面临突水或煤与瓦斯突出等动力灾害的威胁,此类动力灾害的发生常与水、瓦斯在破碎煤岩体中的渗流密切相关。因此,对于破碎煤岩体流固耦合渗流规律的研究成为突水或煤与瓦斯突出灾害防治的基础课题。本文采用室内试验、理论分析及数值模拟相结合的方法,研究了破碎煤岩体流固耦合渗流规律,取得如下研究成果:(1)开展了分级加载下破碎煤岩体的渗流试验,给出了各级轴向荷载下孔隙率随时间的变化规律;定义了描述渗流速度变化程度的参数Dv,且给出了该参数与有效应力的关系式;得到了不同粒径破碎煤岩体试样的渗透特性参量及蠕变参数变化规律。(2)利用自主研发的破碎岩石叁轴渗流试验系统,测试了叁轴应力下破碎煤岩体渗透特性,结果表明叁轴应力下破碎煤岩体的渗流规律符合Forchheimer关系;推导了渗流速度与有效应力之间的关系;得到了破碎煤岩体围压与渗透率的变化规律,且可用指数型公式k= aebσ3描述;分析了叁轴应力下破碎煤岩体孔隙率对渗透特性的具体影响。(3)基于试验结果与理论分析,建立了破碎煤岩体流固耦合渗流动力学模型,利用解耦方法对模型进行简化,得到破碎煤岩体渗流系统的总平衡态,结合试验现象及结果,给出了破碎煤岩体发生渗流失稳的条件,得到了破碎煤岩体渗流失稳的临界压力梯度值,可为矿井突水或煤与瓦斯突出等动力灾害的预防提供参考。(4)采用数值模拟方法,对破碎煤岩体流固耦合渗流动力学模型进行求解,数值模拟计算结果中的孔隙压力、孔隙率、渗透率及非Darcy流β因子等参量的变化规律与试验得到的变化规律基本吻合,文中建立的流固耦合渗流动力学模型可用于描述破碎煤岩体的渗流行为。(本文来源于《西安科技大学》期刊2017-06-01）
破碎煤岩体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
破碎岩体的渗透性比未受损岩体的渗透性高出很多倍,所以渗透导致的灾害多发于破碎煤岩区域,而井下工程中由于含水条件的不同,使得不同湿度下破碎岩体的粒度分形有较大差异,进而影响破碎岩体的孔隙度,改变其非Darcy渗流特性。因此,研究不同级配破碎煤岩非Darcy渗流特性,对矿井安全生产有着重要的理论意义。本文将分形几何与破碎煤岩多孔介质理论结合起来,分析不同级配破碎煤岩体试样的压实变形以及粒度分形维数与孔隙度之间的变化规律,拟合破碎煤岩多孔介质轴向位移和轴向应力之间的关系式,构建粒度分形维数与孔隙度、应力之间的数学关系模型。利用DNS200电子万能试验机,进行不同湿度下标准煤岩样的相似材料力学性质试验,分析抗压强度、弹性模量、应力、应变以及轴向应力作用下裂隙发育程度。试验结果表明本次试验的标准试样随湿度每增加15%其抗压强度降低22.70%左右,弹性模量降低25.65%左右;利用DDL600电子万能试验机,进行不同湿度不同级配破碎煤样粒度分形维数压实特性试验,分析在此环境下分形维数和压缩模量随轴向应力的变化规律。基于分形理论分析轴向应力作用下不同级配破碎煤岩体的渗流特性,分析粒度分形维数对渗透特性的影响,研究结果表明破碎煤样在分形维数D<2.4时,渗透率KN变化梯度较大,分形维数D>2.4时,渗流趋于0，并建立轴向应力与破碎样渗流分形理论模型。本文通过对破碎煤岩多孔介质的粒度分形维数与孔隙度、渗透率变化规律研究,丰富了粒度分形渗流理论,为采矿工程、地下水工程和地质工程等领域的非Darcy渗流问题提供了理论依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
破碎煤岩体论文参考文献
[1].张天军,庞明坤,彭文清,刘楠,黄耀光.叁轴应力下胶结破碎煤岩体渗流稳定性[J].采矿与安全工程学报.2019
[2].周敖.基于分形理论的破碎煤岩体非Darcy渗流特性试验研究[D].西安科技大学.2019
[3].李振.老空区破碎煤岩体变形与渗流特性研究及在煤层气抽采中的应用[D].太原理工大学.2018
[4].侯广清.破碎煤岩体巷道加固与支护技术问题研究[J].能源与节能.2018
[5].王强.潞安矿区破碎煤岩体注浆加固技术研究及工程应用[D].煤炭科学研究总院.2018
[6].吕兆海,来兴平,赵长红,孙欢,闫瑞斌.断层破碎区煤岩体失稳机制与注浆耦合控制研究[J].华北科技学院学报.2018
[7].温晨,张军辉,景刘飞,杨雄,苏蓓桢.煤矿工作面破碎煤岩体注浆加固技术模拟研究[J].内蒙古煤炭经济.2018
[8].吕兆海.断层破碎区煤岩体失稳机制与协同控制技术研究[J].中国煤炭.2018
[9].潘红宇,周敖,石涛,张天军,李树刚.不同级配破碎煤岩体分形特性试验研究[J].西安科技大学学报.2017
[10].尚宏波.破碎煤岩体流固耦合渗流稳定性试验研究[D].西安科技大学.2017
论文知识图
