收藏本站
《山东科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

矿井工作面突水力电耦合场数值模拟研究

蔡明锋  
【摘要】:随着煤层开采水平的延伸和开采深度的增大,矿井受水害威胁的程度日趋严重,工作面底板突水防治工作也就更加必要和迫切。一些矿井防治水探(监)测方法已趋于成熟,比如电法勘探、瞬变电磁勘探等传统手段,但对井下工作面推进时底板突水尚没有一种简便有效的监测手段。本文利用有限差分法系统地研究了工作面突水力电耦合场电场响应特征,为矿井工作面突水监测提供了理论依据。 论文分析了底板突水条件因素,通过岩石加载破坏电阻率变化特征实验,发现受载岩石随着力的增大导致内部裂隙发生变化,电阻率呈规律性变化,归纳出了应变—电阻率曲线的几种形式。结合采矿活动引起的底板岩体破坏形成的相应变形区域(超前支撑压力区、膨胀破坏区、重新压实区)设定几何参数,结合岩石加载电阻率变化实验结果,设定底板岩层相应变形区域电性参数,建立了工作面突水力电耦合模型。采用有限差分方法对工作面推进时底板力电耦合场电阻率响应特征进行数值模拟,利用电阻率CT成像进行底板岩层电阻率动态变化反演计算,研究表明:工作面推进过程中及突水前后底板相应变形区域随着工作面的推进,其电阻率发生相应的变化,超前支撑压力区电阻率降低;膨胀破坏区突水前电阻率增大,突水后锐减:重新压实区突水前电阻率低于膨胀破坏区,高于围岩,突水后电阻率降低。数值模拟结果证实了采用电阻率法进行工作面突水监测是完全可行的。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD745

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阮百尧,熊彬,徐世浙;三维地电断面电阻率测深有限元数值模拟[J];地球科学;2001年01期
2 底青云,王妙月;电流线追踪电位电阻率层析成像方法初探[J];地球物理学进展;1997年04期
3 吴小平,汪彤彤;电阻率三维反演方法研究进展[J];地球物理学进展;2002年01期
4 白登海,于晟;电阻率层析成象理论和方法[J];地球物理学进展;1995年01期
5 周熙襄,钟本善,严忠琼,江玉乐;电法勘探正演数值模拟的若干结果[J];地球物理学报;1983年05期
6 底青云,王妙月;稳定电流场有限元法模拟研究[J];地球物理学报;1998年02期
7 吴小平,徐果明,李时灿;利用不完全Cholesky共轭梯度法求解点源三维地电场[J];地球物理学报;1998年06期
8 郝锦绮,冯锐,周建国,钱书清,高金田;岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨[J];地球物理学报;2002年03期
9 李晓芹,陶裕录,冯锐;电阻率层析成像的原理与初步应用[J];地震地质;1998年03期
10 熊彬,阮百尧,罗延钟;复杂地形条件下直流电阻率异常三维数值模拟研究[J];地质与勘探;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘树才;煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 李文;工作面水害电阻率CT法探测实验研究[D];山东科技大学;2005年
2 代长青;承压水体上开采底板突水规律的研究[D];安徽理工大学;2005年
3 胡朝俊;三维直流电法共轭梯度反演算法研究[D];中国地质大学(北京);2006年
4 廉洁;垂直线源井地直流电法正反演研究[D];中国地质大学(北京);2007年
5 王磊;井地电阻率法三维正反演研究[D];中国地质大学(北京);2008年
6 阿发友;高密度电法和地质雷达在断层及溶洞探测中的应用[D];贵州大学;2008年
7 牟义;矿井工作面突水地质异常体电阻率响应特征实验研究[D];山东科技大学;2009年
8 隋海波;工作面突水电场响应数值模拟研究[D];山东科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊晓英;;导水裂隙带高度探测新方法综述[J];安徽地质;2004年02期
2 王大设;;孙疃煤矿1028工作面底板灰岩突水原因分析与认识[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年06期
3 程真富;;刘店煤矿副井马头门巷道松动圈及支护结构内力测试技术[J];安徽科技;2010年05期
4 周丽;吴鸣;;聚焦电流法超前预报的有限元模拟[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2012年01期
5 朱万成;魏晨慧;张福壮;杨天鸿;;流固耦合模型用于陷落柱突水的数值模拟研究[J];地下空间与工程学报;2009年05期
6 郗金远;王灿;张金钟;宋成伟;段文明;;综放工作面电磁波透视分析[J];地下空间与工程学报;2012年02期
7 甘圣丰;浅析刘桥一矿Ⅱ62采区突水原因[J];北京工业职业技术学院学报;2005年01期
8 董昌伟;甘圣丰;;刘桥一矿三水平水文地质特点分析[J];北京工业职业技术学院学报;2007年01期
9 桑旭东;王大设;谢中华;;疏水降压技术在童亭矿的应用与研究[J];北京工业职业技术学院学报;2009年02期
10 王金安,彭苏萍,孟召平;岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律[J];北京科技大学学报;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
2 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 李小康;基于MPI的频率域航空电磁法有限元二维正演并行计算研究[D];中国地质大学(北京);2011年
4 张帆;基于MPI和GPU直流电法和大地电磁法三维正演的并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 梁盛军;复电阻率法三维正反演问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 邓居智;可控源音频大地电磁法三维交错采样有限差分数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
8 徐汶东;CSAMT中的IP效应影响及应用研究[D];吉林大学;2011年
9 张东良;起伏地表条件下的直流电场有限差分数值模拟[D];吉林大学;2011年
10 李泓志;直流接地极接地性能及入地电流对变压器影响的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乐志军;新朝川矿矿井水分布规律研究与防治对策[D];河南理工大学;2010年
2 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
3 王瑞华;李粮店煤矿水文地质特征研究[D];河南理工大学;2010年
4 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
5 刘桂海;基于突变理论的煤层底板突水预测评价方法研究[D];山东科技大学;2010年
6 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 孙明;深井底板突水判别和预测系统开发研究[D];山东科技大学;2010年
8 陈彦军;复杂围岩条件极近距离薄煤层群开采相关技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 赵文娟;采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D];山东科技大学;2010年
10 张伟杰;基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯启言;杨天鸿;于庆磊;唐春安;冷雪峰;;基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟[J];安全与环境学报;2006年03期
2 邓中策,蔡永恩,王成绪;煤层开挖过程中底板突水的弹塑性有限元模拟及初步分析[J];北京大学学报(自然科学版);1990年06期
3 王金安,彭苏萍,孟召平;岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律[J];北京科技大学学报;2001年06期
4 尹尚先;武强;;陷落柱概化模式及突水力学判据[J];北京科技大学学报;2006年09期
5 徐世英,冯长根,刘赵淼;多孔介质中热对流二次分岔的数值分析[J];北京理工大学学报;1999年01期
6 王兴泰;高密度电阻率法及其应用技术研究[J];长春地质学院学报;1991年03期
7 王丰,王兴泰,于万瑞;改进的模拟退火方法及其在电阻率图像重建中的应用[J];长春科技大学学报;1999年02期
8 王若,王兴泰,卢元林,孙仁国,闫来福;用改进的佐迪反演方法进行二维电阻率图像重建[J];长春科技大学学报;1998年03期
9 高卫东,渠立权;基于GIS的煤层底板突水预测[J];测绘通报;2003年12期
10 朱涛,冯锐,徐中信;垂直线电流源的三维电阻率成像[J];CT理论与应用研究;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 黄俊革;三维电阻率/极化率有限元正演模拟与反演成像[D];中南大学;2003年
2 李宗田;储层三维电阻率反演成像技术及其在剩余油探测中的应用[D];中国地质大学(北京);2005年
3 刘树才;煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李智明;三维电阻率层析成像研究及应用[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
2 龙海丽;岩石破裂过程的自电位异常的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
3 杨峰;岩溶地区路基病害勘察技术及处理方案研究[D];中南大学;2004年
4 杨贵;综放开采导水裂隙带高度及预测方法研究[D];山东科技大学;2004年
5 李文;工作面水害电阻率CT法探测实验研究[D];山东科技大学;2005年
6 王志勇;基于VB开发地质数据处理辅助系统研究[D];中国地质大学(北京);2006年
7 廉洁;垂直线源井地直流电法正反演研究[D];中国地质大学(北京);2007年
8 任军平;贵阳乌当构造运动学模式研究[D];贵州大学;2007年
9 王磊;井地电阻率法三维正反演研究[D];中国地质大学(北京);2008年
10 李梅;大地电磁资料处理解释系统研究[D];中国地质大学(北京);2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋叶剑,张培源;多相电介质力电耦合的等效本构方程[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年05期
2 肖红飞,何学秋,冯涛,王恩元,朱川曲;基于FLAC~(3D)模拟的矿山巷道掘进煤岩变形破裂力电耦合规律的研究[J];岩石力学与工程学报;2005年05期
3 刘正兴,李山青,章建国;平面问题中弹性压电材料的本构关系及应用[J];力学季刊;1999年01期
4 肖红飞,何学秋,冯涛,王恩元,郑百生;基于力电耦合冲击矿压电磁辐射预测法的研究[J];中国安全科学学报;2004年04期
5 肖红飞,何学秋,冯涛,王恩元;基于力电耦合煤岩特性对煤岩破裂电磁辐射影响的研究[J];岩土工程学报;2004年05期
6 肖红飞,何学秋,冯涛,王恩元,郑百生;FLAC在煤岩变形破裂力电耦合规律研究中的应用[J];煤炭学报;2004年06期
7 朱守星,丁建宁,范真,李长生,蔡兰,杨继昌;基于导电AFM类金刚石膜表面改性研究[J];功能材料与器件学报;2004年01期
8 贺岩松,范镜泓;单晶铁电畴反转的简化模型[J];固体力学学报;2004年04期
9 李法新;方岱宁;Lee Jung-Jn;Kim Hyun Cheol;;压应力对铁电陶瓷非线性力电耦合性能的影响[J];中国科学E辑;2005年11期
10 朱守星;朱世根;季诚昌;丁建宁;;DLC膜在磨损、表面改性及力电耦合作用下损伤特性[J];材料科学与工艺;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 俞大鹏;韩晓冰;徐军;陈莉;朱新利;寇良志;郭万林;;单体纳米材料的力电耦合性质的扫描电镜原位研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 方岱宁;;铁电材料非线性电机械行为的分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
3 吴波;焦飞;郑学军;;外场作用下铁电薄膜的断裂增韧行为及畴变判据研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 方岱宁;蒋叶剑;张一慧;刘彬;;铁电单晶的电致裂纹扩展[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
5 方岱宁;;压/铁电材料及其器件的若干基础问题研究进展与发展趋势[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
6 张红艳;沈亚鹏;;具有叉指式电极的1-3型压电复合材料层合板力电耦合的三维精确分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
7 方红荣;唐陶;庄茁;;人工心脏起搏器侵彻心室的仿真研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 赵亚溥;;纳米尺度表/界面力电耦合的分子动力学/第一原理模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 王海明;杨庆生;;压电复合材料的有效力电耦合性能[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
10 郑辉;王甲世;宋书涛;郑学军;;纳米压痕结合有限元法确定横观各向同性薄膜的力电耦合参数[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺岩松;铁电材料非线性力电耦合关系研究[D];重庆大学;2003年
2 李翔宇;横观各向同性功能梯度圆板和环板的轴对称问题[D];浙江大学;2007年
3 安逸;离子聚合物金属复合材料(IPMC)的力学和力电耦合性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 张慧;非平膜电容式微型超声波传感器研究[D];天津大学;2010年
5 吕炜;铁电材料与形状记忆合金的宏细观本构研究[D];清华大学;1998年
6 李博;基于共振隧穿结构介观压阻效应的纳机电加速度计研究[D];中北大学;2008年
7 刘彬;铁电晶体断裂与疲劳研究[D];清华大学;2000年
8 江冰;铁电复合材料的本构关系[D];清华大学;1998年
9 邓启煌;多场耦合条件下MSP测试系统的建立及在PZT陶瓷中的应用[D];东华大学;2012年
10 郝鹏;石墨烯力电耦合力学性质的模拟研究[D];兰州大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李旭;共振隧穿力电耦合微结构输出特性测试方法研究[D];中北大学;2007年
2 段辉淑;弹性基体上轴对称压电陶瓷片的力电耦合分析[D];重庆大学;2005年
3 邓谦;压电圆柱形夹杂对邻近裂纹三维应力场的影响[D];华中科技大学;2006年
4 刘肖;阵列激励电极式RF MEMS电容开关的设计与数值分析[D];厦门大学;2008年
5 崔競;PHEMT微器件力电耦合特性的测试研究[D];中北大学;2009年
6 张明志;铁电聚合物薄膜力电性能与结构特性研究[D];清华大学;2006年
7 陆斌武;cMUT的设计与仿真[D];吉林大学;2007年
8 陈双琳;基于力电耦合的振动能量捕获研究[D];杭州电子科技大学;2012年
9 孙振新;力电耦合MEMS器件的VHDL-AMS建模方法[D];东南大学;2004年
10 刘娟;电容式微加工超声传感器(cMUT)的结构设计与仿真[D];天津大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026