一、煤岩破坏电磁辐射记忆效应特性及产生机制（论文文献综述）
赵阳升[1]（2021）在《岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题》文中提出在讨论若干岩体力学概念的基础上,较全面地回顾与分析了全世界岩体力学发展中科学与应用2个方面的重要成就及不足,其中,在岩石力学试验机与试验方法方面,介绍了围压三轴试验机、刚性试验机、真三轴试验机、流变试验机、动力试验机、高温高压试验机、多场耦合作用试验机、CT-岩石试验机、现场原位岩体试验及试验标准等;本构规律方面介绍了岩石全程应力-应变曲线、围压三轴与真三轴力学特性、时效与尺寸效应特性、动力特性、渗流特性、多场耦合特性、结构面力学特性、岩体变形破坏的声光电磁热效应等;岩体力学理论方面介绍了岩体力学介质分类、块裂介质岩体力学、强度准则、本构规律、断裂与损伤力学、多场耦合模型与裂缝分布模型;数值计算方面介绍了数值方法与软件、位移反分析与智能分析方法。清晰地论述了工程岩体力学与灾害岩体力学分类、概念及其应用领域划分,分析、梳理了大坝工程、隧道工程、采矿工程、石油与非常规资源开发工程等重大工程的岩体力学原理,以及各个历史阶段工程技术变迁与发展的工程岩体力学的重要成就,分析、梳理了滑坡、瓦斯突出、岩爆与地震等自然与工程灾害发生及发展的岩体力学原理,以及各个历史阶段的预测防治技术的灾害岩体力学重要成就。详细分析、讨论了8个岩体力学未解之百年问题,包括岩体力学介质分类理论、缺陷层次对岩体变形破坏的控制作用和各向异性岩体力学理论与分析方法 3个岩体力学理论问题,岩体尺度效应、时间效应、岩体系统失稳破坏的灾变-混沌-逾渗统一理论、完整岩石试件与岩体系统失稳破坏的时间-位置与能量三要素预测预报5个非线性岩体力学问题。
刘国方[2]（2021）在《特厚煤层冲击机理及窄煤柱防冲设计研究》文中指出我国是世界上最大的几个国家煤产国之一,但是矿井灾害频发,其中冲击地压已经成为威胁安全生产的主要灾害,它的发生受到多种因素的影响,极易在生产过程中出现巷道坍塌、支柱折损,造成人员伤亡和经济损失。目前,防冲措施多样,需确定合理的防冲措施,在保证高效安全生产的同时,尽可能提高资源回收率。关于合理防冲措施的确定对于安全高效生产具有重要意义。本文以某矿8204工作面为工程背景,运用理论分析的方法,揭示了煤岩体破碎过程中的能量耗散机理,并对冲击倾向性进行了评价;基于现有防冲措施,提出了窄煤柱防冲措施,建立了煤柱的弹塑性模型,优化得出了合理煤柱留设宽度;基于上述研究成果,运用数值模拟研究了不同宽度煤柱内的应力分布特征,并就巷道稳定性进行了分析。通过现场实测,分析了窄煤柱巷道变形、锚索受力以及围岩深部位移规律,并对比了宽、窄两种煤柱巷道围岩控制效果。本文得出主要结论如下:（1）运用理论计算的方法,分析了煤岩体破坏过程中的能量耗散,阐述了煤岩损失机理,并运用综合指数法对煤层冲击倾向性进行了危险性评价,得到8204工作面的冲击地压危险指标为0.71,认为该矿存在一定的冲击风险。（2）通过分析某矿现有防冲措施,提出运用窄煤柱进行巷道冲击的防治;基于最大联系度准则,判定了不同煤柱宽度下冲击地压的危险性,考虑经济效益,计算对比了两种煤柱留设方案,优化确定了合理的窄煤柱宽度应为5 m。（3）运用FLAC3D模拟分析了不同煤柱宽度下,垂直应力分布和屈服破坏特征,得到了煤柱宽度为5 m时,巷道应力峰值较远,且位于巷道实体煤侧上方,护巷煤柱侧发生屈服,多余的载荷将传递到工作面实体煤中,证明了5 m窄煤柱可有效降低巷道的冲击危险性。通过模拟不同超前支护距离,得到5 m窄煤柱时,超前支护30 m巷道稳定性较好。（4）在某矿8204工作面进行了窄煤柱试验。通过设置测区,观测了窄煤柱巷道两帮、顶底板移近量及移近速率,分析了巷道锚索受力及围岩深部位移,对比该矿宽、窄煤柱巷道围岩控制效果,现场实证了5 m窄煤柱配合合理的支护方式可有效维护巷道、防治冲击地压。
李德行[3]（2021）在《受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究》文中提出煤炭在未来相当长时间内依然是我国最重要的能源资源。煤炭开采会伴随冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害,严重影响煤矿安全高效生产。采动影响下煤岩体应力增加、变形加剧和损伤积累是动力灾害的主要原因,因此,煤岩动力灾害预测实际上是对煤岩体应力、变形和破裂的监测。前期研究表明,受载岩石能够激发出微电流信号,但对受载煤体微电流效应鲜有研究,缺乏相应的理论基础。基于此,本文紧紧围绕受载煤体损伤微电流效应及其机理关键科学问题,采用实验室试验、理论分析和现场测试等手段,重点开展受载煤体损伤过程微电流效应及响应规律、基于微电流效应的煤体损伤演化规律及能量转化关系、煤体损伤微电流产生机理及模型等研究,并进行现场验证。主要结论如下:建立了受载煤体微电流测试系统,开展了原煤单轴加载、集中加载和冲击加载试验,分析了煤体受载过程微电流的方向性及响应规律,研究了不同变形阶段微电流与煤体力学行为之间的定量关系。结果表明:煤体在不同加载方式下均能产生微电流,且由应力集中区流向非应力区;微电流大小与煤体力学行为（应力、应变、应变率、应力降等）紧密相关,但在不同变形阶段,微电流与力学行为的定量关系存在差异;塑性变形阶段,微电流呈加速增加趋势,并于破裂时达到峰值;应力降的出现伴随微电流突增（异常）,且电流增幅与应力降成正比,即电流异常程度与煤体破裂程度正相关;煤在冲击载荷下能够产生瞬变电流,其大小随冲击速度的增加而增加。研究了恒定应力下微电流衰减规律,基于非广延统计力学（Tsallis熵）研究了电流衰减的非广延性。结果表明:在恒定应力下或应力撤去后,微电流以指数形式衰减,最终趋于稳定,稳定电流随恒定应力线性增加;应力的存在能够降低微电流衰减的速率和程度;微电流衰减具有非广延性,非广延参数q大于1,且无应力作用下微电流衰减的非广延程度高于应力作用下;非广延参数q随应力水平呈先增后减的趋势,可利用q值评价煤体所处的应力水平。建立了基于微电流效应的煤体损伤变量解析表达,研究了煤体受载破坏过程的损伤演化规律,构建了基于累计电荷的煤单轴压缩一维损伤演化方程及本构模型;研究了应力扰动过程及蠕变过程耗散能密度和电流能密度的变化规律及二者之间的定量关系。结果表明:定义的基于“归一化”累积电荷量的损伤变量能够较好地反映煤体损伤演化过程;煤在扰动载荷下能够产生脉动直流电,其幅值随扰动应力的幅值线性增加;在静应力恒定的扰动载荷下,电流能密度随耗散能密度线性增加;恒定应力下煤体发生蠕变,蠕变速率和程度均随应力水平的增大而增加,蠕变过程电流能密度随耗散能密度呈负指数函数形式增加。研究了微观尺度下煤表面电荷的分布规律并建立相应物理模型,从宏微观结合的角度揭示了煤体损伤过程微电流产生机理及衰减机制,建立相应物理模型对电荷转移和微电流产生过程进行描述,并建立数学模型对电荷密度表达式进行推导。结果表明:受载煤体的载流子主要为自由电子,其分布具有尖端效应,即电荷趋于向裂纹尖端富集,越靠近尖端电荷密度越大;受载煤体损伤过程微电流的产生机理是煤体中自由电荷在尖端效应和扩散作用下的积聚与释放,变形过程由于电荷扩散形成扩散电流,破裂过程则是由于积聚电子的瞬间释放形成发射电流;微电流大小取决于应变、应变率、电荷密度及电荷密度变化率,而电荷密度又是关于应变率的函数,使得不同变形阶段微电流的主导因素不同;微电流的衰减过程本质上是载流子的弛豫过程,该弛豫是相界面电场边界的存在而产生的结果,微电流弛豫时间与应力水平有关。自主研制了矿用微电流监测仪,在煤矿回采工作面开展了现场试验,研究了回采过程微电流空间分布规律及时域演化规律,确定了基于微电流响应的矿震前兆信息,验证了利用微电流法监测预警煤岩动力灾害的可行性。结果表明:巷道围岩微电流大小分布与应力分布具有一致性,微电流从巷帮沿向煤体深出表现出先增加后减小然后趋于稳定的变化规律;微电流对工作面推进过程响应较好,整体呈现阶梯型增加的趋势,在煤层回采期间,微电流呈逐渐增加的趋势,在停采期间,微电流处于稳定波动状态;微电流能够对矿震事件提前响应,微电流的加速增加可作为矿震/煤体破坏的前兆特征;微电流法具有抗干扰能力强、响应灵敏、灾害预警超前性好等优点,应用前景广阔。本文研究成果能够为煤岩动力灾害监测预警提供新思路和新方法,对促进煤岩体应力监测、稳定性评价和煤岩动力灾害预测等具有理论意义和实践价值。该论文有图108幅,表23个,参考文献220篇。
鞠云强[4]（2020）在《老虎台煤矿冲击地压前兆特征及预警方法研究》文中认为近年来,我国煤炭开采深度及强度不断增加,煤层开采条件愈加复杂,冲击地压灾害日趋严峻,严重制约着我国煤矿的安全生产。老虎台煤矿主要回采剩余分层煤层,虽然冲击地压危险性有所降低,但底板断层活化冲击、煤柱冲击等依然严峻,更加复杂,老虎台煤矿缺乏现有条件下冲击地压前兆特征及预警方法的研究。本文实验研究老虎台煤样冲击破坏动力学行为与规律,分析老虎台煤矿冲击地压的微震、声发射和电磁辐射信号前兆特征,提出冲击地压综合预警方法,并进行现场验证。本文的主要研究成果有:（1）实验测试和分析了老虎台煤样冲击破坏动力学行为与规律。煤体的力学性能与动、静载荷均紧密相关,动载荷一定的条件下,煤体的动态强度随着轴向静载的增加而增加,而峰值应变则随着轴向静载的增加而减小;轴向静载一定的条件下,煤体的动态强度和峰值应变均随动载荷的增加而增加,且煤体受到较大动载荷时更容易发生破坏。此外,动载荷以半正弦波的应力波作用于煤样,形成的反射波幅值与轴向静载、动载均呈正相关的关系。（2）分析了煤样冲击破坏的声发射规律。煤样冲击破裂的声发射信号与载荷具有很好的对应性,但随动载荷和静载荷的变化规律有所不同。动载荷一定的条件下,峰值声发射计数和峰值能量随轴向静载的增加而减小;轴向静载一定的条件下,声发射峰值计数和峰值能量随动载荷的增加而增加。（3）分析了老虎台煤矿冲击地压的发生规律及主要影响因素。通过对老虎台煤矿冲击地压事件的统计分析,结合矿井地质、采掘方法和工艺、支护方式等资料,老虎台煤矿冲击地压发生的主要因素有:断层构造、采掘活动、埋藏深度、岩层性质以及支护条件等。断层构造处煤岩体应力更加集中,更容易活化发生冲击地压;采掘活动会引起上覆岩层的活动,也会产生远场应力波,该扰动波与煤岩体所受高应力的叠加作用会使煤岩体发生更大程度的变形波动,从而引起煤岩体失稳,发生冲击地压;老虎台煤矿高强度的支护则在一定程度上降低了巷道围岩应力梯度,也抵御一定强度冲击地压的破坏力。（4）分析了老虎台煤矿冲击地压的前兆特征。老虎台煤矿冲击地压演化过程中声电信号变化趋势有良好的前兆规律,冲击地压事件发生前声电信号具有明显的波动性,整体的变化趋势有“/”型、“V”型以及“N”型,其共同特征是冲击地压演化过程中均存在能量积聚过程;微震信号的变化趋势多为“∧”型,在冲击事件发生前会出现上升-下降趋势,在微震能量下降过程中容易发生冲击,在微震能量出现此种趋势时应该引起重视。“/”型“∧”型响应规律出现较多,这是煤岩体受载破坏声电信号响应的主要规律。（5）基于实验室测试分析结果和老虎台煤矿冲击地压发生前的声电及微震数据,提出了以临界值和动态变化率为指标的冲击地压预警准则,建立了以声电信号和微震信号为基础的多指标冲击地压综合预警方法,并应用该方法在老虎台煤矿进行了现场冲击地压监测预警,结果表明该预警方法行之有效。研究成果有助于进一步提高老虎台煤矿冲击地压预测的准确性,对保障该煤矿的安全生产有着重要的意义,对完善我国矿井动力灾害防治体系具有一定的参考价值。该论文有图43幅,表10个,参考文献82篇。
刘永宏[5]（2020）在《动静载荷下不同含水状态岩石的声电效应研究》文中进行了进一步梳理现代岩体工程的开采深度不断增加,地下岩体在受到来自水平向和竖向高静应力的同时,还会受到开挖扰动和爆破等动载荷的影响,而且地下工程的岩体具有不同的含水状态,其力学性质具有很大的差别,利用声电无损动态监测系统研究不同含水状态岩石的力学性质变化规律,对岩石工程具有很强的指导意义。本文分别开展了静载荷和动载荷作用下不同含水状态砂岩破坏的声发射特征和电磁辐射特征等研究,主要内容及结论如下:（1）运用断裂力学和一维波理论,分析了脆性岩石在静载作用下裂纹的扩展关系和应力波作用下岩石内部应力和应变获得过程。利用裂纹扩展理论,分析了裂纹扩展与声发射参数和电磁辐射参数间的关系,得到声发射参数和电磁辐射参数与岩石弹性模量、泊松比、抗压强度及其他材料本身属性有关。（2）利用RMT-150C力学试验机和声电采集系统,开展了单轴压缩下不同含水状态砂岩破坏试验,通过分析岩石力学性质和声电信号特征,得到如下结论:试样含水率减小时,岩石抗压强度和弹性模量会增加,且干燥状态砂岩主要以剪切破坏为主,而饱水试样状态砂岩以拉伸破坏为主;不同含水状态砂岩的声发射信号曲线和电磁辐射信号曲线都与岩石应力-应变曲线呈现较好的一致性,但声发射信号曲线的吻合度更高。（3）利用SHPB试验系统和声电采集系统,开展了动载下不同含水状态砂岩的破坏试验,通过分析岩石力学性质和声电信号特征,得到如下结论:当试样应变率相同时,试样动态抗压强度随含水率的减小而增加;当试样含水率相同时,试样的动态抗压强度随应变率增加而增加。冲击载荷下声发射信号非常少,在岩石峰值强度附近会从很小突增至最高值然后迅速降低;冲击载荷作用下电磁辐射信号相对活跃且分散;动载下声电信号的差异可能与传感器和试样相对位置不同有一定的关系。（4）采用与静载和动载试样相同的物理参数和力学参数,通过数值模拟软件RFPA模拟了不同含水状态模型在静载荷和动载应力波作用下内部裂纹扩展关系和声发射试验。结果表明:静载作用下,模型含水率越高,模型破坏速度就越快,其破坏产生的声发射能量也越低,这是由模型的抗压强度决定的;相同动载应力波作用下,模型含水率越高,模型破坏速度越缓慢,这与应力波无法在力学属性较低的模型单元中快速传播有关;相同含水状态下,动载应力波的应力幅值越大,模型破坏速度越快,其受损也越严重;静载和动载作用下的应力图与声发射图表现出较好的一致性。
夏永学[6]（2020）在《冲击地压动-静态评估方法及综合预警模型研究》文中指出冲击地压预测预报是一项复杂的系统性工程,根据预测的目的与功能,可以分为采前的静态评估（也称为预评价）和开采期间的动态预警。静态评估主要基于地质条件、开采布局等历史信息;动态预警则主要基于组织管理、推进速度等现实信息和监测数据、现场显现等实时信息。目前尚未建立涵盖上述信息的有效预警方法和模型,这是冲击地压预测预报水平不高的重要原因。针对这一问题,论文采用理论分析、现场监测和信息融合技术对冲击地压动-静态评估方法及综合预警模型进行了研究。本文主要研究工作及成果如下:（1）针对传统综合指数法存在人为主观影响大、临界区取值困难、权重量化不合理等问题,在各因素对冲击地压影响规律研究的基础上,通过因素分类、指数叠加和归一化处理,研究获得了基于改进综合指数法的冲击地压静态评估方法和模型。（2）根据地震波CT探测的原理,研究了波速大小及其变化与冲击危险性的关系,结果表明高波速区和高波速梯度区对应高冲击危险区,并在此基础上,初步建立了以波速异常系数、波速梯度异常系数和异常区域临巷距为主要指标的冲击危险性评价方法。并将现场CT探测和改进的综合指数法进行联合分析,形成了理论分析和现场探测相结合的采前冲击危险性的静态评估方法。使冲击危险等级评价及危险区域划分更符合现场实际。（3）针对冲击地压前兆信息的多样性和复杂性,从全面性、互补性角度考虑,提出了基于微震、地音、应力和钻屑法监测相结合的监测方案。实现了对冲击地压的分源、多场和全过程监测。分析了冲击地压微震、地音、应力前兆信息产生的物理机制和变化规律。（4）对微震、地音、应力、钻屑评价指标进行了分析,形成了冲击地压多源监测预警指标体系,提出了上述方法评价冲击危险依据和准则,建立了预警信息分级输出标准,为冲击地压定量化动态预警提供了依据。（5）针对多种监测设备获得的大量前兆观测信息既有重复又相互矛盾问题,采用改进的D-S证据理论对冲击地压多源监测数据中冗余、互补以及冲突的信息进行融合,实现了对冲击危险等级的一致性描述,显着提高系统的可靠性、稳定性和可操作性。（6）为了充分考虑冲击地压形成的地质构造和开采历史等背景信息。基于R值评分法的预测效能检验方法,构建了动、静态综合预警模型,该模型涵盖了冲击地压发生的历史信息、现实信息和实时信息,使影响冲击地压的各种信息以某种方式优化结合起来,产生一个新的融合结果,从而提高整个系统的预警效果。（7）开发了一套集接口融合、格式转化、统计分析、指标优先、权重计算、等级预警等为一体的冲击地压综合监测预警平台,可实现信息统一管理、查询、数据分析、三维显示、实时监测预警、信息发布与远程控制等功能,现场应用验证了系统的实用性和可靠性。
李红儒[7]（2020）在《含水砂岩受载破坏力学行为及电磁辐射响应特征》文中研究说明电磁辐射技术作为煤岩动力灾害监测预警的重要手段被学者们广泛研究,但是目前,关于岩石受载破坏的电磁辐射效应的研究较少涉及到含水岩石。而岩体注水等水力化措施在煤矿冲击地压防治中大量应用,它改变了岩体的原始应力状态,对岩石的微观结构及成分有显着影响。因此,充分考虑水-岩作用,研究含水岩石受载破坏的力学行为及电磁辐射信号特征对矿井冲击地压等动力灾害的防治及监测预警具有重要意义。另外这也关系到地下工程中含水岩体稳定性监测及其他相关地质灾害的预警。本文制备了不同含水率（去离子水）的砂岩试样,对其进行了单轴压缩条件下的受载破坏电磁辐射实验。研究了不同含水率砂岩变形破裂过程的力学特性及能量演化机制,分析了电磁辐射信号的时-频、非线性特征。并观测了其微观破裂模式,结合理论分析深入探究了水对电磁辐射信号的影响机制。最后建立了基于电磁辐射的含水砂岩损伤演化模型。得到的主要结论如下:（1）随含水率提高,砂岩的单轴抗压强度和弹性模量逐渐下降,峰值应变提高,峰前输入的应变能逐渐下降,且耗散能占比提高。含水率高的试样在塑性变形阶段的屈服特征更加明显,且耗散能增长显着,其破坏呈渐进式特征,峰后压机持续做功越多,最终破坏时的裂纹发育更加充分、破裂形态更加复杂。（2）砂岩受载过程中电磁辐射能量的时序变化与变形破裂吻合较好,特别是加载后期阶段,伴随着能量的大量耗散电磁辐射能量出现明显突增。随含水率增加,释放的电磁辐射能量逐渐减少。电磁辐射的主频分布于0-200kHz之间,以0-80kHz较低频段为主。随着含水率提高,高频信号减少,低频信号增加。（3）砂岩受载过程中电磁辐射信号具有明显的多重分形特征,随着含水率增加,信号分布的差异性越小,且小尺度信号逐渐占优,多重分形特征减弱。多重分形参量?（6突增与?1）突降可视为岩体破裂失稳的前兆信息,含水率高的试样前兆特征更明显。（4）水对砂岩的微观破裂模式有显着影响,含水率越高的砂岩相较于穿晶断裂会更容易发生沿晶断裂,模式更加单一。这可能是含水砂岩受载电磁辐射减弱的重要微观原因,也给电磁辐射高频信号的减少以及多重分形特征的减弱提供了解释。且水对砂岩宏观力学强度及断裂力学特性的降低也会使压电效应以及电荷分离产生的电磁辐射信号减弱。该论文有图26幅,表1个,参考文献88篇。
韩泽鹏[8]（2020）在《煤矿冲击矿压前兆信息识别及预警模型研究》文中进行了进一步梳理冲击矿压是煤矿动力灾害之一,破坏性极强。目前我国冲击矿井已达253座,并且随着煤炭资源开采进入深部,冲击矿压形势会愈发严峻,这严重影响到我国煤炭资源的安全回采。冲击矿压监测预警对煤矿现场避灾和决策具有重要意义,是冲击矿压研究的重要领域。本文采用理论分析、实验室研究、数值计算、工程实践等方法,研究煤岩体失稳破坏的前兆信息特征,建立基于微震法的冲击矿压综合预警模型,并对其预警效果进行检验。本文形成如下主要成果:理论分析了冲击矿压预警的力学基础,得到通过对能量进行监测及预警可以做到煤岩体冲击破坏的预警。分析了煤矿采掘引发的矿震及对矿震进行时序、空间和强度三个方面预警的原理,给出11个矿震前兆指标的物理意义和计算方法。通过实验室试验,研究了煤样损伤破裂声发射事件的时空强特征及煤样损伤破裂与矿震前兆指标的耦合关系,研究结果表明:试样处于弹塑性阶段是主要的能量释放阶段;H-1H-6试样的计数、能量累计曲线可看到明显的“阶梯状”或“缓阶梯状”,这一时期可视为煤样失稳破坏的前兆;等效能级参数EEM、b值、A（b）值、矿震活动度S、断层总面积A（t）和Z-map指标在煤样破坏前具有明显的前兆特征,可作为煤样失稳破坏的预警指标。基于胡家河煤矿401105工作面的矿震数据,对矿震进行时空强分析,得到了矿震空间分布特征,大能量矿震事件的发生存在“缺震”现象。数值计算得到了A（b）、A（t）、矿震活动度S值、EEM、b值、Z-Map这6个预警指标的强矿震前兆特征。通过对比声发射和现场矿震的研究结果,得出两种尺度下煤体失稳破坏前矿震事件时空分布、能量变化及矿震前兆指标表现出相似的变化趋势。基于矿震前兆指标,引入可靠性理论并结合指标标准化方法将各指标量纲进行归一化,利用高斯隶属函数建立了矿震前兆指标各预警等级的隶属函数。应用混淆矩阵中的F-score值评价出各矿震前兆指标的预警效果,计算得到各矿震前兆指标的权重。基于模糊数学理论建立了定量评价冲击危险性的方法,并运用最大隶属度原则和变量模糊模式识别原则保证了综合预警结果的可靠性。利用胡家河煤矿401105工作面矿震观测结果,验证了冲击矿压综合预警模型的可靠性与实用性。综合预警模型中各指标的预警精确度为:等效能级参数EEM>b值>A（b）值>矿震活动度S>断层总面积A（t）>Z-map值,对比得到预警模型的预警效果优于单一指标预警。应用新的矿震数据检验了预警模型对强矿震事件的预警效果,得到综合预警模型对强矿震事件的预警准确率为80%。本论文有图64幅,表10个,参考文献96篇。
李敏[9]（2020）在《采空区顶板力—电特征及其点火特性研究》文中指出由于采空区内条件的复杂性,防治采空区及工作面瓦斯爆炸一直是煤矿安全工作的重点和难点,遏制采空区瓦斯爆炸事故对保障我国煤炭能源安全和进一步实现煤矿安全形势的根本好转具有非常重要意义。由于采空区的隐蔽性,人们至今对引发采空区瓦斯燃烧爆炸的点火源类型及特性认识不足,在防治工作中缺少针对性,导致采空区成为近年来国内外重特大瓦斯爆炸事故的主要地点。许多火灾和爆炸案例都归因于难以识别的火源,隐蔽性和原因不明的点火源成为研究的难点。本文提出顶板在地应力作用下的变形破裂造成的电效应是采空区瓦斯爆炸新的产灾机制,从电效应的角度揭示点火特性。基于此,本文构建不同岩石力-电特性测试系统,开展物理实验、数值模拟、理论分析与结合实际案例,研究不同岩性岩石受载变形破裂过程中的产电、放电、引燃瓦斯致灾的特性及机制。取得的主要成果和结论如下:首先,通过构建力电实验系统,研究了不同岩样在不同加载速率和加载方式作用下电流、电压的变化规律,揭示了顶板砂岩的产电特性。结果表明加载速率越大,岩样的平均电荷释放速率就越大,加载速率是岩样自由电荷释放速率的决定性因素;而在岩样破坏瞬间形成的峰值电流和电压,与加载速率的大小并不成比例关系,这与岩样的抗压强度有关;岩样的压电效应增强了含石英岩石的力电敏感性,表现出更强的电特征。其次,利用X射线衍射分析了不同岩样的矿物成分及晶粒大小,利用扫描电镜和核磁共振分析了岩样微观孔隙结构特征。结果表明,顶板砂岩和花岗岩均含有大量石英,而大理岩不含石英;岩石受载的平均产电速率随着岩石中石英晶粒粒径的增大而增大,花岗岩的石英含量虽然较砂岩低,但其平均产电速率均较高;不同种类岩石的孔径分布不同,小孔径的产生能决定岩样的电荷产生速率;岩石在整个受载过程中形成的电流、电压变化,可以将其归纳为压电-破裂产电的协同作用的结果,也可将其认为是化学物理产电协同作用,是两种作用的宏观表现。再次,通过构建实验系统,采集岩样破裂过程中电荷的释放,研究了不同岩样的放电特性。结果表明,不管是低速加载还是高速加载,岩样在主破裂之前,放电电压值均较小,在岩石破裂失效时,会产生一个瞬态的,非连续的,激增的放电电压;提出了基于裂纹扩展的顶板砂岩尖端放电机制,此时由于尖端放电形成的场强,再加上石英晶体的破裂使得压电效应的突然消失,产生极高的场强,经过计算,其场强远远超过空气的击穿强度。然后,利用高速摄像机记录了不同岩样受载变形破裂过程的形态特征及电火花产生规律,研究了采空区顶板破裂点燃瓦斯的机制。结果表明,岩样破坏过程中均有尘云产生,岩样的破裂过程具有爆炸性。火花的产生除了与岩样的石英含量有关外,还与岩样的抗压强度有关。实验过程中岩石压裂产生的闪光不是由于摩擦热产生的光,而是一种电火花,而岩石的压电效应成为电火花强度或者能否产生电火花的关键性因素;提出了电火花的产生是由于电子碰撞将空气电离,并足以将可燃瓦斯气体电离引发瓦斯爆炸,水分的加入则增加了瓦斯爆炸的可能性。提出了采煤过程中煤层顶板的放电致灾特性。最后,探讨了顶板电效应引燃瓦斯致灾规律。通过事故案例,结合事故现场发生发展特征,分析煤自燃标志性气体的产生情况以及对比煤自燃发生环境、历史数据,排除煤自燃作为的点火源的可能性;利用FLAC3D软件模拟案例矿井采动过程中的应力场时空演化规律,结合顶板岩石力电特性,提出了事故矿井采空区顶板破裂产生电火花的情景,并将聚集于此的预混瓦斯空气击穿并电离,从而引燃瓦斯,形成瓦斯爆炸,最终引燃采空区的遗煤,遗煤成为持续性的火源,使得采空区持续发生多次爆炸。本文研究成果为正确认识采空区瓦斯爆炸的点火源提供了新的思路,并证实了其科学性,对进一步提高煤矿安全水平,遏制煤矿瓦斯爆炸的发生具有十分重要的意义。该论文有图96幅,表15个,参考文献223篇。
李艳奎[10]（2019）在《煤岩体破裂过程多参量精准化观测实验及应用研究》文中研究指明随着开采深度和强度的增加,冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害事故愈加成为困扰煤矿安全高效生产的重要难题,建立多参量精准化监控预警系统对于降低冲击地压等灾害的发生具有重要意义。本文搭建了包含电阻率、电磁辐射、声发射及定量化图像处理程序的多参量精准化实验系统,基于单轴压缩、循环加载、分级加载三种应力路径下的精准化实验,揭示了应力、应变、电阻率、电磁辐射、声发射等多参量的定量关系,得到了声电信号超前应力破坏的预警时间差;开发了裂纹图像的自动化定量处理程序,揭示了裂纹的长度和扩展速率的演化规律;基于破坏信号的前兆信息,筛选出电磁辐射、声发射和图像三个预警参量。对加载过程中多参数信号统计分析,提出了含裂隙煤岩本构模型;将模型应用到Flac 3D中,对直立煤层超大采高、多分层同时开采进行建模、求解、分析,得到了工作面应力集中区域分布规律,为重点区域的监控预警提供指导。提出了钻孔-巷道双卸压圈理论和倒“π”型的“卸压--监控--抽采”一体化的大直径定向钻孔布置方法,此集煤体卸压、钻屑量监测和瓦斯抽采于一体的卸压措施。最后,根据实验、数值模拟和现场测定得到的预警指标、阈值和工作面应力集中区域,提出了以电磁辐射、微震（声发射）和图像为基础的煤岩动力现象多参量预警系统,在乌东、砂墩子两个具有冲击地压风险煤矿的回采工作面进行了现场应用,并对危险区域采取措施前后的煤体参数进行了测定,证明了此预警系统是可行性的,对煤矿井下动力灾害预警具有理论和工程意义。
二、煤岩破坏电磁辐射记忆效应特性及产生机制（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、煤岩破坏电磁辐射记忆效应特性及产生机制（论文提纲范文）
（2）特厚煤层冲击机理及窄煤柱防冲设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冲击地压发生机理研究现状 |
| 1.2.2 冲击地压能量研究现状 |
| 1.2.3 冲击地压防治措施研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线图 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 第2章 冲击地压能量来源及危险等级评价研究 |
| 2.1 煤矿概况 |
| 2.1.1 矿井概况 |
| 2.1.2 煤层条件 |
| 2.2 特厚煤层冲击地压能量分析 |
| 2.2.1 冲击地压能量机理分析 |
| 2.2.2 特厚煤层煤岩体破坏过程能量分析 |
| 2.2.3 特厚煤层煤岩体损伤耗散能量分析 |
| 2.3 特厚煤层冲击危险性评价方法分析 |
| 2.3.1 综合指数法 |
| 2.3.2 冲击危险等级评价 |
| 2.3.3 评价结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 工作面冲击地压区域防冲措施研究 |
| 3.1 工作面已有防冲措施及评价 |
| 3.1.1 工作面已有防冲措施 |
| 3.1.2 工作面已有防冲措施评价 |
| 3.2 煤柱型冲击地压理论分析 |
| 3.2.1 煤柱型冲击影响因素分析 |
| 3.2.2 煤柱型冲击评价方法 |
| 3.3 窄煤柱的合理尺寸确定 |
| 3.3.1 建立煤柱的弹塑性模型 |
| 3.3.2 煤柱尺寸的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 煤柱开采冲击地压危险性的数值模拟 |
| 4.1 数值分析软件~(3D)FLAC概述 |
| 4.2 数值模拟工作面计算模型 |
| 4.2.1 数值模型的建立 |
| 4.2.2 数值模型的加载条件及参数 |
| 4.3 煤柱合理宽度的确定 |
| 4.3.1 不同宽度煤柱的应力区分布特征 |
| 4.3.2 不同宽度煤柱的塑性区分布特征 |
| 4.4 回采对巷道稳定性分析 |
| 4.4.1 窄煤柱回采稳定性分析 |
| 4.4.2 回采对不同宽度煤柱稳定性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 工程实例分析 |
| 5.1 窄煤柱巷道表面位移分析 |
| 5.1.1 各测区巷道表面位移布置 |
| 5.1.2 巷道表面位移分析 |
| 5.2 窄煤柱巷道锚索受力和围岩深部位移分析 |
| 5.2.1 各测区锚索测力计和多点位移计布置 |
| 5.2.2 锚索受力和围岩深部位移分析 |
| 5.3 宽、窄煤柱巷道围岩变形分析 |
| 5.3.1 宽煤柱巷道围岩变形 |
| 5.3.2 宽煤柱与窄煤柱巷道围岩控制效果对比 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 煤体受载微电流测试系统及试验研究 |
| 2.1 煤体受载微电流测试系统 |
| 2.2 试样及试验方案 |
| 2.3 试验结果初步分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤体损伤过程微电流响应规律及特征 |
| 3.1 试样及加载方案 |
| 3.2 微电流与煤体力学行为间的定量关系 |
| 3.3 微电流衰减规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于微电流的煤体损伤演化规律及能量转化关系 |
| 4.1 损伤力学基本理论 |
| 4.2 受载煤体损伤演化分析 |
| 4.3 煤体损伤过程能量演化规律及转化关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 受载煤体损伤微电流产生机理及其模型 |
| 5.1 电学基本概念和理论 |
| 5.2 煤的组成与结构 |
| 5.3 煤体变形破裂电荷产生机制 |
| 5.4 煤体损伤微电流产生机理 |
| 5.5 极化弛豫与微电流衰减机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 回采工作面煤体微电流响应现场试验研究 |
| 6.1 试验地点概况 |
| 6.2 矿井微电流监测系统及装备 |
| 6.3 测点布置及试验方案 |
| 6.4 回采过程煤体微电流响应规律 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结、创新点及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（4）老虎台煤矿冲击地压前兆特征及预警方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 动载荷下煤体动力学行为和声发射信号分析 |
| 2.1 煤体冲击破坏SHPB声发射测试系统及原理 |
| 2.2 实验方案及实验步骤 |
| 2.3 冲击动力学实验结果分析 |
| 2.4 动载荷下煤体声发射信号分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 老虎台煤矿冲击地压发生规律及影响因素 |
| 3.1 矿井和工作面概况 |
| 3.2 老虎台煤矿冲击地压发生特征及影响因素分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 老虎台煤矿冲击地压前兆规律研究 |
| 4.1 冲击地压声电信号前兆规律研究 |
| 4.2 冲击地压微震前兆规律研究 |
| 4.3 声发射、电磁辐射及微震信号响应特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 冲击地压综合预警方法研究 |
| 5.1 冲击地压综合预警指标 |
| 5.2 冲击地压预警指标临界值 |
| 5.3 冲击地压综合预警方法的建立 |
| 5.4 冲击地压综合预警方法的验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）动静载荷下不同含水状态岩石的声电效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 岩石破裂声电效应研究现状 |
| 1.2.1 岩石破裂声发射研究现状 |
| 1.2.2 岩石破裂电磁辐射研究现状 |
| 1.3 数值模拟研究现状 |
| 1.4 不同含水状态岩石的力学性能研究现状 |
| 1.5 本文研究内容与研究方法 |
| 1.5.1 本文研究内容 |
| 1.5.2 研究技术路线 |
| 第二章 动静载荷下脆性岩石破裂理论分析 |
| 2.1 动静载荷下岩石破裂分析 |
| 2.1.1 静载荷下岩石裂纹扩展分析 |
| 2.1.2 动载荷应力波传播分析 |
| 2.2 裂纹扩展与声电信号的关系 |
| 2.2.1 裂纹扩展与声发射振铃计数关系 |
| 2.2.2 裂纹扩展与电磁辐射信号的关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 单轴压缩下不同含水状态岩石声电效应研究 |
| 3.1 试验概况 |
| 3.1.1 试验系统 |
| 3.1.2 试样制备及试验方案 |
| 3.1.3 试验步骤 |
| 3.2 试验结果与分析 |
| 3.2.1 单轴压缩下不同含水状态试样力学特征对比分析 |
| 3.2.2 单轴压缩下试样强度特征对比分析 |
| 3.2.3 破坏特征 |
| 3.3 单轴压缩下不同含水状态砂岩的声电信号特征 |
| 3.3.1 不同含水状态砂岩声发射特征分析 |
| 3.3.2 不同含水状态下砂岩电磁辐射特征分析 |
| 3.3.3 不同含水状态砂岩的声电效应对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 动载荷下不同含水状态砂岩的声电效应 |
| 4.1 试验系统 |
| 4.1.1 试验装置 |
| 4.1.2 试验过程 |
| 4.2 试验结果 |
| 4.2.1 不同含水状态砂岩的应力-应变关系 |
| 4.2.2 试样动态抗压强度与不同应变率变化特征 |
| 4.2.3 试样破碎特征 |
| 4.2.4 不同含水状态下岩石试验结果对比分析 |
| 4.3 冲击载荷下不同含水状态砂岩的声电信号特征 |
| 4.3.1 冲击载荷下不同含水状态砂岩的声发射特征 |
| 4.3.2 冲击载荷下不同含水状态砂岩的电磁辐射特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动静加载下不同含水状态模型的数值分析 |
| 5.1 RFPA数值软件介绍 |
| 5.1.1 RFPA软件程序运行基础 |
| 5.1.2 RFPA软件分析过程 |
| 5.2 不同含水状态模型的建立 |
| 5.2.1 静载致不同含水状态岩石模型破裂模拟结果 |
| 5.2.2 静载下不同含水模型的声发射特性 |
| 5.3 动载作用下不同含水状态模型破裂数值模拟结果 |
| 5.3.1 动载致不同含水状态岩石模型破裂数值模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单 |
| 致谢 |
（6）冲击地压动-静态评估方法及综合预警模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景及意义 |
| 1.1.1 我国煤矿冲击地压灾害现状 |
| 1.1.2 冲击地压预警研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冲击地压研究现状 |
| 1.2.2 冲击地压监测方法现状 |
| 1.2.3 冲击地压预测预报理论与方法研究现状 |
| 1.2.4 存在的主要问题 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 2 冲击地压静态评估方法与指标 |
| 2.1 冲击危险性预评价 |
| 2.2 改进的综合指数法 |
| 2.2.1 传统综合指数法 |
| 2.2.2 改进综合指数法 |
| 2.3 基于震波CT探测的冲击危险性静态评价方法 |
| 2.3.1 震波CT基本原理 |
| 2.3.2 探测方法及设计 |
| 2.3.3 层状岩层地震波传播基本规律 |
| 2.3.4 层状结构地震波传播特征 |
| 2.3.5 围岩波速结构与冲击危险性相关性 |
| 2.3.6 基于CT探测的冲击危险性评价模型 |
| 2.3.7 巷道冲击危险等级划分 |
| 2.3.8 现场应用 |
| 2.4 冲击危险静态综合评估指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冲击地压动态监测方法与预警指标 |
| 3.1 冲击地压的现场监测方法 |
| 3.1.1 微震监测技术 |
| 3.1.2 地音监测技术 |
| 3.1.3 煤体应力监测 |
| 3.1.4 钻屑法监测 |
| 3.1.5 冲击地压的综合监测技术 |
| 3.2 多维监测数据预处理技术 |
| 3.2.1 单点监测数据的预处理 |
| 3.2.2 多点监测数据的融合处理 |
| 3.3 冲击地压前兆信息的可识别性及预警指标 |
| 3.3.1 应力信息 |
| 3.3.2 微震信息 |
| 3.3.3 地音信息 |
| 3.3.4 钻屑信息 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 冲击地压动-静态综合预警模型 |
| 4.1 监测数据融合方法 |
| 4.1.1 传统D-S证据理论 |
| 4.1.2 改进的D-S证据理论 |
| 4.2 基于改进D-S理论的冲击地压数据融合方法 |
| 4.3 冲击地压综合预警模型 |
| 4.3.1 思路及原则 |
| 4.3.2 总体方案构建 |
| 4.3.3 冲击地压多源信息综合预警模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 冲击地压综合全息预警平台的开发与应用 |
| 5.1 冲击地压综合预警平台开发的目的及要求 |
| 5.1.1 平台开发的目的 |
| 5.1.2 平台开发的要求 |
| 5.2 系统原理及框架设计 |
| 5.2.1 系统原理 |
| 5.2.2 平台基本框架 |
| 5.3 平台基本功能 |
| 5.4 冲击地压综合预警平台的应用 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（7）含水砂岩受载破坏力学行为及电磁辐射响应特征（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 含水砂岩受载破坏电磁辐射实验系统及方案 |
| 2.1 试验系统 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 含水砂岩受载力学特性及能量演化机制 |
| 3.1 力学特性分析 |
| 3.2 破坏模式 |
| 3.3 能量演化机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 含水砂岩受载电磁辐射的多参量分析 |
| 4.1 电磁辐射时序特征 |
| 4.2 电磁辐射主频分布特征 |
| 4.3 电磁辐射多重分形特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 水对砂岩受载电磁辐射影响机制的探究 |
| 5.1 压电效应 |
| 5.2 晶体破裂及电荷分离 |
| 5.3 其他机制 |
| 5.4 基于电磁辐射的含水砂岩损伤演化模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）煤矿冲击矿压前兆信息识别及预警模型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 矿震的前兆信息指标及其物理意义 |
| 2.1 冲击矿压预警的力学基础 |
| 2.2 矿震的前兆信息指标类型 |
| 2.3 矿震前兆信息指标的物理意义及计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤样损伤破坏前兆信息声发射实验研究 |
| 3.1 实验目的与方案 |
| 3.2 声发射活动时空强分布特征 |
| 3.3 煤样破坏前兆指标信息特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤岩破裂矿震前兆信息特征研究 |
| 4.1 胡家河煤矿概况 |
| 4.2 401105工作面矿震活动时空强分布规律 |
| 4.3 401105工作面强矿震前兆指标特征 |
| 4.4 实验室和现场观测前兆信息特征对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于矿震前兆指标的冲击矿压预警模型 |
| 5.1 矿震前兆指标隶属函数的建立 |
| 5.2 矿震前兆指标权重确定 |
| 5.3 冲击危险性评价方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 冲击矿压预警模型应用及效果检验 |
| 6.1 401105工作面矿震前兆指标标准化 |
| 6.2 401105工作面矿震前兆指标权重确定 |
| 6.3 冲击矿压预警模型效果检验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 主要结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）采空区顶板力—电特征及其点火特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方案及技术路线 |
| 2 煤矿顶板砂岩应力作用下的产电特性 |
| 2.1 力电特性实验系统 |
| 2.2 不同加载速度的力电特性 |
| 2.3 不同加载方式的力电特性 |
| 2.4 不同岩石的力电耦合特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 煤矿顶板砂岩力电特性的微观影响机制 |
| 3.1 矿物成分对力电特性的影响 |
| 3.2 细观结构对力电特性的影响 |
| 3.3 岩石力电效应的微观机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 顶板砂岩的放电特征及点火特性 |
| 4.1 岩样受载过程中的电荷释放规律 |
| 4.2 岩样破碎过程的火花特征 |
| 4.3 煤矿顶板砂岩电效应引燃瓦斯致灾机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 采空区顶板电效应引燃瓦斯致灾特征 |
| 5.1 皖北任楼煤矿瓦斯爆炸事故概况 |
| 5.2 任楼矿瓦斯爆炸事故点火源分析 |
| 5.3 吉林八宝矿特大瓦斯爆炸事故分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）煤岩体破裂过程多参量精准化观测实验及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 冲击地压研究现状 |
| 1.2.2 裂纹扩展声电效应研究现状 |
| 1.2.3 裂纹扩展图像研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法及技术路线 |
| 第二章 煤岩压缩过程多参量信号规律试验 |
| 2.1 多参量精准化实验系统及试样 |
| 2.1.1 实验系统的搭建 |
| 2.1.2 实验系统的特点 |
| 2.1.3 煤岩样的制备 |
| 2.2 试验方案及步骤 |
| 2.2.1 实验方案 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 煤岩样破坏情况 |
| 2.3.1 单轴加载破坏强度 |
| 2.3.2 循环加载破坏阶段 |
| 2.3.3 分级加载破坏阶段 |
| 2.4 加载过程中的多参量信号变化规律 |
| 2.4.1 煤岩压缩破坏过程中的声电信号 |
| 2.4.2 主裂纹贯通过程中的声电信号 |
| 2.4.3 记忆效应对声电信号的影响 |
| 2.5 破裂时多参量信号的前兆及辨识 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂纹图像的精准化识别及定量分析 |
| 3.1 裂纹图像 |
| 3.1.1 裂纹扩展全过程图像 |
| 3.1.2 裂纹的三维图像 |
| 3.2 裂纹图像的动态识别 |
| 3.2.1 裂纹图像预处理 |
| 3.2.2 含裂纹图像的筛选 |
| 3.3 裂纹图像的定量化处理 |
| 3.3.1 图像差异化的批量处理 |
| 3.3.2 图像的展平 |
| 3.3.3 裂纹的动态扩展 |
| 3.3.4 岩爆现象对观测的干扰 |
| 3.4 破裂时的主裂纹当量长度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 含裂隙煤岩破坏模型及预警重点区域数值模拟 |
| 4.1 煤岩破裂本构模型的建立 |
| 4.1.1 煤岩样破裂阶段划分 |
| 4.1.2 含裂隙的煤岩破坏模型 |
| 4.2 模型在FLAC中的显示差分化 |
| 4.2.1 FLAC~(3D)及FISH语言 |
| 4.2.2 模型的显示差分化 |
| 4.3 重点监控区域采动模型的建立 |
| 4.3.1 模拟煤层概况 |
| 4.3.2 采动模型及边界条件 |
| 4.4 重点监控区域模拟结果及分析 |
| 4.4.1 单一水平开采重点区域 |
| 4.4.2 上下水平同时开采危险区域 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 煤岩动力现象多参量预警系统的建立及应用 |
| 5.1 多参量综合预警体系的建立 |
| 5.1.1 EME、AE和裂纹预警指标的确定 |
| 5.1.2 预警系统的组成 |
| 5.2 冲击地压预警与数值模拟结果对比分析 |
| 5.2.1 电磁辐射分析 |
| 5.2.2 微震现场分析 |
| 5.2.3 井下工作面的图像分析 |
| 5.3 预警系统在注水和钻孔卸压中的效果评价 |
| 5.3.1 煤体大范围注水卸压 |
| 5.3.2 大直径定向钻孔卸压 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间主要的科研成果 |
四、煤岩破坏电磁辐射记忆效应特性及产生机制（论文参考文献）
- [1]岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题[J]. 赵阳升. 岩石力学与工程学报, 2021(07)
- [2]特厚煤层冲击机理及窄煤柱防冲设计研究[D]. 刘国方. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究[D]. 李德行. 中国矿业大学, 2021
- [4]老虎台煤矿冲击地压前兆特征及预警方法研究[D]. 鞠云强. 中国矿业大学, 2020
- [5]动静载荷下不同含水状态岩石的声电效应研究[D]. 刘永宏. 湖南科技大学, 2020(06)
- [6]冲击地压动-静态评估方法及综合预警模型研究[D]. 夏永学. 煤炭科学研究总院, 2020(08)
- [7]含水砂岩受载破坏力学行为及电磁辐射响应特征[D]. 李红儒. 中国矿业大学, 2020(01)
- [8]煤矿冲击矿压前兆信息识别及预警模型研究[D]. 韩泽鹏. 中国矿业大学, 2020
- [9]采空区顶板力—电特征及其点火特性研究[D]. 李敏. 中国矿业大学, 2020
- [10]煤岩体破裂过程多参量精准化观测实验及应用研究[D]. 李艳奎. 太原理工大学, 2019(04)