受约束动载破坏含瓦斯煤的电磁信号蠕变特征

基本信息
批准号:51604083
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王金贵
学科分类:
依托单位:福州大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张苏,阳富强,邱坤南,刘毅,赖永生
关键词:
突出预警矿井瓦斯突出预测突出机理煤与瓦斯突出
结项摘要

Electromagnetic radiation technology is an important method for predicting coal and gas outburst. Acquiring accurate electromagnetic data is of importance to improve the prediction accuracy. Previous studies show that the electromagnetic characteristics are largely related to the deformation and rupture process of coal, and the confining pressure, the existence of gas and the loading rate also have impacts on coal and rock fracture characteristics. Due to the erosion effect of gas, coal become "soften" and brittle weaken. The electromagnetic signals in the impact damage process become more "peaceful". The electromagnetic signal appears creep phenomenon. Considering the coal and gas outburst characteristics, this project will apply damage to containing gas and confining pressure coalby Hopkinson pressure bar, and capture transient electromagnetic signals by ZDKT-1 transient magnetic field test system. The creep characteristics of electromagnetic signals will be simulated for the condition of disaster strikes, and explore its influencing factors. The shock compression constitutive model of containing gas and confining pressure coal will also be established. Numerical simulation will be used to analyze the instantaneous fracture instability characteristic of containing gas coal. The relationship between changes in the molecular structure of coal and injury severity and energy by infrared spectroscopy will be studied, and the microscopic mechanisms of the creep characteristics of electromagnetic signals will be analyzed. This study is helpful to improve the electromagnetic signals disaster prediction mechanism and its basic data. Moreover, it can provide evidence for estimating damage energy by the changes of molecular structure of coal.

电磁辐射技术是煤与瓦斯突出的重要预测方法,掌握准确的灾害电磁信号特征是预测的关键。研究表明,电磁特征与煤岩变形破裂过程密切相关,围压、瓦斯和加载速率均对煤岩破裂特性有较大影响。瓦斯对煤体的蚀损效应使煤体“变软”、脆性降低,导致其冲击破裂电磁信号变得比较“平和”,即出现电磁信号“蠕变现象”。结合灾害特征,本项目利用霍普金森冲击压杆对受约束含瓦斯煤进行冲击破坏,同时利用瞬变磁振系统捕捉该过程的电磁信号,模拟研究灾害发生时煤体瞬间破裂失稳的特性及破裂电磁信号的“蠕变特征”,探究其影响因素。建立受约束含瓦斯煤动载破坏的本构模型,数值模拟辅助分析含瓦斯煤瞬间破裂失稳特性。利用红外光谱技术,定量研究瓦斯对煤体分子结构、破裂失稳特性及破裂电磁信号“蠕变特征”的影响,并建立分子结构变化与损伤程度及能量的关系。本研究有利于完善突出灾害的电磁信号预测机理,也能为利用煤分子结构变化反演损伤能量提供依据。

项目摘要

电磁辐射技术是煤与瓦斯突出的重要预测方法,掌握准确的灾害电磁信号特征是预测的关键。研究表明,电磁特征与煤岩变形破裂过程密切相关,围压、瓦斯和加载速率均对煤岩破裂特性有较大影响。瓦斯对煤体的蚀损效应使煤体“变软”、脆性降低,导致其冲击破裂电磁信号变得比较“平和”,即出现电磁信号“蠕变现象”。课题开展受约束含瓦斯煤冲击破坏及电磁信号特征相关研究,研究成果包括:(1)建立含瓦斯煤动载破坏的本构模型,研究了被动围压、瓦斯和冲击速度对煤岩动态破碎特征的影响特征,分析受约束含瓦斯煤冲击破坏的动态过程及试件应力分布变化,研究了冲击速度、瓦斯对煤岩动态力学性质及破坏过程的影响;(2)利用分形理论,研究了煤动载破坏后粉煤粒度分布特征的影响,建立粒度分布特征与冲击能量、电磁信号特征等关系,探寻粉煤粒度分形、电磁信号特征反演损伤能量、破坏程度的规律;(3)现场了测试受约束含瓦斯煤在冲击破裂过程中的电磁信号特征,并进一步该过程中出现的电磁辐射及微震信号特征间的相关性;(4)提出了一种基于总体经验模态分解和频域约束独立成分分析的去噪方法,该方法可有效处理现场电磁信号模态混叠问题。(5)建立了适宜评价煤岩冲击脆性的指标,可描述煤岩材料在冲击载荷作用下的脆性特征。研究成果有利于完善煤与瓦斯突出灾害的电磁信号预测机理。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
2

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
3

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
4

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
5

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

DOI:
发表时间:2018

王金贵的其他基金

批准号:30873312
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:18880304
批准年份:1988
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81873394
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41401354
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81373762
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30672728
批准年份:2006
资助金额:8.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

深部开采含瓦斯煤蠕变力学特征及延期突出机理研究

批准号:50874124
批准年份:2008
负责人:尹光志
学科分类:E0408
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
2

含瓦斯煤动力破坏过程电位信号时空演化规律研究

批准号:51674254
批准年份:2016
负责人:李忠辉
学科分类:E0408
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

受载含瓦斯煤岩体低频电性参数特征研究

批准号:50904024
批准年份:2009
负责人:王云刚
学科分类:E0408
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

动静载作用下含瓦斯煤动力响应特征及突出机制研究

批准号:51704164
批准年份:2017
负责人:舒龙勇
学科分类:E0408
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目