一、煤与瓦斯突出电磁辐射多重分形特征研究（论文文献综述）
姚精明,许自文,王建,刘俊余[1]（2021）在《基于多重分形理论的冲击地压电磁辐射预测》文中进行了进一步梳理煤岩破坏产生的电磁辐射信号具有多重分形特征,在正阶距区域,多重分形谱宽度趋于一个稳定值,该值能够表征煤岩的冲击破坏。为了提高电磁辐射预测预报煤矿冲击地压的水平,采用物理实验和多重分形理论相结合的方法,研究了煤样变形破坏过程中多重分形谱宽度与其冲击倾向、释放能量的内在关系,结果显示:当阶距q从2增加到7时,多重分形谱宽度趋于一个稳定值,临近主破裂时,达到最大值;煤样主破裂多重分形谱宽度ΔDqc与其冲击能指数和剩余能量均呈正线性关系,与弹性指数呈正对数关系,在此基础上建立了电磁辐射预测冲击地压的量化分级指标体系。利用上述分级指标体系,成功地对7251工作面的冲击地压进行了准确的预测预报。
李太训[2]（2021）在《循环加卸载下不同含水率砂岩声电前兆响应及损伤特征》文中研究说明
皮希宇[3]（2021）在《煤层群采动卸压煤与覆岩裂隙演化特征及其对瓦斯抽采的影响》文中进行了进一步梳理煤层群开采,煤与覆岩裂隙演化及渗流特征对于矿井瓦斯高效抽采至关重要。本文通过理论分析、相似模拟、数值模拟、现场验证等方法,研究了煤层群开采条件下煤层裂隙场特征,构建了覆岩采动裂隙分布模型,揭示了采动作用下煤岩体渗透规律,形成了采动作用下瓦斯抽采有利区确定方法,并进行了卸压瓦斯抽采工程应用。论文主要研究工作如下:针对煤层群采动煤层裂隙场与渗流场规律的认识,设计了两种循环加卸载路径下煤岩应力、应变、渗透率演化物理试验。分析得出单次采动和二次采动煤层应变和渗透率规律。分析得出裂隙场渗流场区域划分。通过流固耦合物理试验,揭示出承压煤层低瓦斯耦合灾变机理,分析得出瓦斯普通涌出、瓦斯低值异常涌出和瓦斯高值异常涌出及灾变的条件,根据峰值应力,定量划分出采动超前区段煤层应变“三带”、瓦斯渗流“三带”以及“三带”动态演化范围和特征。采用相似模拟试验方法对近距离煤层群开采裂隙场与采动应力场进行了研究,获得了覆岩裂隙带发育演化量化趋势,确定了瓦斯抽采的重点区域。通过理论计算和3DEC数值模拟,对裂隙带内的离层裂隙和破断裂隙等进行了分析,建立了采动裂隙高位环型裂隙体内破断块体结构模型,结合现场钻孔窥视等方法,综合确定覆岩裂隙带的发育高度及采动裂隙分布范围,从而给出了两类裂隙沿倾向分布形态的数值解,实现了两类采动裂隙的定量计算,量化了瓦斯运移优势通道。基于应力微单元分析和叠加原理,获得了采动影响后覆岩应力的分布特征,通过应力与渗透率之间的量化关系,阐明了采动应力作用下的渗透率分布特征,确定了覆岩不同应力分布情况下的渗透率分布并通过COMSOL数值模拟确定覆岩卸压瓦斯运移特征。对本文研究成果进行了现场验证,形成了一种综合确定覆岩裂隙带卸压瓦斯抽采位置的方法。
张冉[4]（2021）在《真三轴加卸载含瓦斯煤力学特性与破坏前兆特征研究》文中进行了进一步梳理煤矿井下开采活动会导致煤岩体应力卸载造成三向应力发生静态加卸载变化,应力的卸载会进一步导致煤岩体发生变形破坏,从而诱导煤岩瓦斯动力灾害的发生。因此研究含瓦斯煤在真三轴加卸载条件下的力学特性与破坏前兆特征对于了解煤岩瓦斯动力灾害的发生发展过程尤为重要。本文以含瓦斯煤为研究对象,利用自行设计的含瓦斯煤真三轴变形破坏试验系统,开展不同条件下的常规三轴加载以及真三轴加卸载试验,探讨不同加卸载条件下含瓦斯煤力学试验性质,分析不同加卸载条件下含瓦斯煤失稳破坏的前兆信息,得到以下主要研究成果:（1）开展含瓦斯煤常规三轴加载试验,研究在不同围压及不同瓦斯压力条件下,含瓦斯煤的变形破坏特征,分析不同加载条件对含瓦斯煤变形破坏特征的影响,确定真三轴加卸载试验的初始卸载点。（2）开展不同加卸载条件的含瓦斯煤真三轴加卸载试验,研究不同加卸载条件下含瓦斯煤的力学性质、能量演化以及声发射时序特征。真三轴加卸载条件下,在与最小主应力垂直的方向上,含瓦斯煤内的裂纹逐渐发育形成主破坏面,破坏形式为张剪复合型破坏。随着与卸载面的距离越来越小,裂纹由剪切裂纹逐步向劈裂拉伸裂纹过渡,在卸载面附近形成层裂结构,卸载面附近的破坏多是以劈裂成板、板曲折断的形式发生。真三轴加卸载条件下含瓦斯煤破坏过程中的能量变化曲线与应力应变曲线对应良好,可作为分析含瓦斯煤破坏过程的重要参考。真三轴加卸载条件下,通过分析声发射累计计数与累计能量可以发现,声发射时间序列呈现出三个变化时期,其变化过程可以反映试样的破坏过程。（3）基于岩石力学D-P强度准则、统计损伤理论以及太沙基（Terzaghi）有效应力原理,综合考虑三向应力和瓦斯压力的作用,建立含瓦斯煤真三轴应力条件本构模型。将不同加卸载条件下的应力应变理论曲线与试验曲线进行对比,两者具有较好的相似性。根据弹塑性断裂力学,考虑吸附瓦斯和游离瓦斯的共同作用,推导得到煤体裂纹强度准则,并分析径向应力与轴向应力的比值对裂纹扩展长度的影响。根据弹性力学理论,建立层裂结构体破坏失稳板结构压曲模型,计算得到层裂结构体失稳破坏的临界载荷条件。（4）计算得到真三轴加卸载条件下含瓦斯煤破坏过程的声发射多重分形特征,分析不同加卸载条件下声发射多重分形参数的变化过程,同时将多重分形参数的变化过程与试样的损伤演化过程进行对比,得到表征试样破坏的前兆特征。多重分形参数Δα、Δf的动态变化可以反映煤样所处的受力状态及其破坏程度。Δα的动态变化过程表现为先减小后急剧增大,损伤曲线的变化过程表现为先缓慢增长后快速增长,Δα的逐渐减小与损伤曲线的缓慢增长对应,Δα的急剧增大与损伤曲线的快速增长对应,同时不同应力差水平下损伤曲线突变点的变化趋势与Δα值突变点的变化趋势相同,说明Δα的变化可以反映出煤样的损伤变化过程,可将Δα的急剧增大作为表征试样破坏的前兆信息。
李德行[5]（2021）在《受载煤体损伤过程微电流效应及其机理研究》文中指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。
何生全[6]（2021）在《近直立煤层群综放开采冲击地压机理及预警技术研究》文中提出近直立煤层群由于特殊的煤岩赋存和开采方式,覆岩破断运动及其导致的围岩静载应力分布和动载扰动特征与缓倾斜煤层有较大差异,冲击地压灾害严重,给矿山安全生产带来了挑战。为指导近直立煤层冲击地压防治,系统研究冲击地压机理和预警问题具有理论和实用价值。为此,论文采用实验室试验、现场监测、数值模拟、理论分析及工程实践等方法,对近直立煤层群综放充填开采冲击地压机理及监测预警展开研究。研究分析了乌东煤矿87°近直立煤层群综放充填开采冲击显现特征及诱冲因素。冲击地压全部发生在先开采的B3+6工作面;冲击显现以回采巷道为主,位于综放面前方0～209m,单次冲击破坏范围为75～418 m;顶底板巷破坏呈非对称性和方向性,其中顶板巷以顶板侧巷道肩角下沉、帮鼓及顶板下沉为主,底板巷以岩柱侧南帮底角底鼓和帮鼓为主;破坏较同采方法的东部典型水平和缓倾斜煤层严重。微震事件、冲击震源及高波速区位于工作面附近煤体受压撬作用区域的悬顶和岩柱;综采诱发充填体下沉,地表煤层顶板和岩柱有向采空区拉裂现象;煤体所受的压撬应力是诱发冲击的基础静载力源,构造应力、充填体下沉及悬顶和层间岩柱破裂产生的动载扰动对冲击显现有重要诱发作用。研究了近直立煤层群开采静载应力分布规律。煤层群围岩应力场呈现非对称分布特征,B3+6煤层走向水平应力峰值位于超前工作面20.7 m,倾向距综放面顶部39.3 m,都大于B1+2煤层;综采诱发顶板和岩柱向采空区运移,对煤体施加较大的压撬作用,顶板水平和垂向位移分别是岩柱的10倍和3.5倍,顶板侧煤体下沉现象较岩柱侧明显;除B3+6煤层应力集中程度与充填材料密度呈负相关关系外,煤层群应力集中程度与采深、充填材料密度、侧压力系数及煤层倾角呈正相关;近直立煤层群相对其它倾角煤层悬空顶板和岩柱结构相对完整未破断。建立了震动位移场方程,推导了同步压缩变换函数,研究了近直立煤层群诱冲动载作用规律。介质类型影响震动波传播,同一地层呈现各向同性衰减,巷道围岩受震动波作用发生应力升高并最终卸压发生破坏,S波造成的破坏显着大于P波,受震源位置影响破坏呈明显的由北向南的方向性,巷道破坏呈非对称;岩体破裂产生的动载扰动对诱发近直立煤层冲击地压具有重要作用。构建了悬空结构走向和倾向物理力学模型,推导得到了模型的弹性变形能分布函数,研究揭示了近直立煤层群充填开采条件下冲击地压机理。充填长度和充填体反力影响基本顶和层间岩柱走向岩梁组合支撑结构稳定性和工作面区域应力场;围岩能量分布受煤层倾角、侧压力系数、支护力系数及结构悬空长度影响,压撬区弹性能最大,压撬区域顶板和岩柱有发生破裂并产生动载荷的能力,悬空顶板和岩柱结构是静载源和动载源的主要来源;得到了冲击地压致灾过程模型,冲击地压机理为:悬空顶板挤压破裂诱冲机理、悬空岩柱撬转破裂诱冲机理及压撬效应耦合诱冲机理。研究构建了适用于近直立煤层群的冲击危险预警指标体系,建立了多指标集成预警模型。应用结果表明:各指标对冲击危险具有明显的响应特征,近直立煤层群时空预警指标前兆特征演化规律与水平/缓倾斜煤层存在差异,多指标集成预警方法能够及时预警冲击危险,解决了各系统各自为政,预警结果独立的问题,提高了预警准确性。研究成果为类似赋存条件煤层群安全开采提供了理论和技术支撑。该论文有图125幅,表15个,参考文献282篇。
刘辉[7]（2020）在《基于机器学习的煤矿冲击危险性综合预测方法研究》文中指出由于冲击地压的发生受矿井地质条件、开采方法等多种因素的耦合控制,使得冲击地压发生的机理变得复杂,造成难以监测和预测分析,目前还缺乏能够统筹考虑多种因素、推广能力强的冲击危险性综合预测方法。本文采用基于煤矿多源大数据的机器学习方法,利用山东某煤矿开采工作面的地质资料、监测数据、煤层开采数据和高能量矿震记录,对冲击地压发生的影响因素和特征规律进行总结分析,开展基于机器学习的冲击危险性综合预测方法研究,通过建立矿震强度、冲击危险性等级、冲击地压类型等相关预测问题的分析模型,为煤矿开采过程中冲击地压的科学监测、预测与防治提供新的方法和途径。论文的主要研究成果如下:1.针对冲击地压的突发性以及前兆信息监测分析困难等问题,利用微震监测、地音监测、煤粉监测、巷道应力监测、工作面支架阻力监测等数据,分析影响煤矿冲击地压发生的主要因素,并将这些因素划分为地质因素和生产因素,从开采地质条件和监测数据两个方面分析了与冲击地压的关系,确定预测判别的指标因子,并根据预测方法所依据指标因子的数据类型为离散或时间连续,将预测方法分为静态预测和动态预测。2.根据工作面的开采地质因素,建立了基于贝叶斯决策理论的冲击危险性等级预测模型。分别采用贝叶斯判别分析和贝叶斯网络推理两种算法对冲击危险性等级进行预测划分,实现静态预测,探讨不同影响因素的权重,为冲击地压预测研究提供新的量化方法和分析途径。3.实现对冲击地压发生时矿震强度的准确预测。将工作面煤粉监测、巷道应力监测、工作面支架阻力监测等与冲击地压相关的监测数据,作为预测的判别因子,矿震监测的震级作为实际结果,建立矿震震级预测模型。考虑影响因素和适用条件的不同,分别采用径向基神经网络和多层感知器神经网络对矿震震级进行预测划分,取得了较为准确的结果。4.利用微震监测信号时频分布特征,提出了门限单元循环神经网络深度学习模型（GRU-RNN）。该模型的输入为时间连续的多通道微震监测信号,在机制上可隐式提取微震信号的形态分布、幅值及频谱特征,实现对冲击诱因的判别分析。针对冲击危险性等级动态预测问题,建立了基于连续多通道微震监测信号和地音监测信号的深度受限玻尔兹曼机过程神经网络模型（DRBM-PNN）。两种深度学习模型可改善现有方法对不同类别信号综合特征的区分度,在机制上对动态预测问题具有良好的适用性。5.针对矿井地质、开采生产和安全监测中多源时序数据相融合的冲击危险性动态预测问题,建立了一种动态模糊推理神经网络。该模型将模糊逻辑推理和神经网络对信号特征的学习机制相结合,基于模糊集和隶属度函数表示领域知识,自适应建立基于多源过程信号样本集的推理逻辑和模糊判别规则,可有效融合多源过程信息及先验知识,并适用小样本集情况下的建模预测分析。在上述研究的基础上,在山东某煤矿1412开采工作面进行冲击危险性综合预测的实际应用,取得了较为准确的预测结果。
张尔辉,朱权洁,刘衍,高林生,张震,谷雷[8]（2020）在《煤层突出危险性综合预测及验证》文中研究表明为了克服煤与瓦斯突出危险性评价指标多、危险程度划分标准不同等复杂因素对评价结果的影响,提高突出危险性预测的准确性,本文提出基于BP神经网络和灰色关联分析法的煤与瓦斯突出危险性区域预测和区域验证。以河北某矿2#煤层采掘工作面为例,基于BP神经网络对该煤层采掘工作面煤与瓦斯突出危险性进行区域预测;采掘推进过程中,利用灰色关联分析法对该煤层突出危险性进行区域验证。研究表明:BP神经网络预测了2#煤层采掘工作面5个实测区域突出危险程度为一般或较弱;灰色关联分析法确定了钻屑解吸指标Δh2作为2#煤层采掘工作面突出预测敏感指标的临界值,且均小于突出临界值;综合揭煤情况确定2#煤层采掘工作面为无突出危险工作面。应用结果证明了BP神经网络和灰色关联分析法在区域预测和区域验证的合理性和可行性。
王雨虹[9]（2020）在《煤与瓦斯突出态势感知方法研究》文中研究指明煤与瓦斯突出是煤矿瓦斯典型动力灾害形式之一,煤与瓦斯突出事故的发生会给煤矿企业造成巨大的经济损失和不良的社会影响。为了尽早的发现煤与瓦斯突出风险,及时地采取科学的防突措施,本文借鉴态势感知的基本思想,利用安全风险管理、压缩感知、模式识别、信息融合、机器学习等技术理论,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场试验相结合的研究方法,从煤与瓦斯突出态势觉察、态势理解和态势预测等几个方面开展煤与瓦斯突出态势感知的深入研究。研究内容及成果为构建煤与瓦斯突出态势感知体系奠定理论基础,为瓦斯动力灾害的科学治理提供辅助决策。在分析煤与瓦斯突出过程及影响因素的基础上,通过理论分析、现场数据分析和数值模拟实验,分析了煤与瓦斯突出过程中,瓦斯涌出规律以及煤岩体破裂声发射的演化特征。结果表明,瓦斯涌出量、声发射信号都具有明显的突出前兆特征。提出了煤与瓦斯突出态势感知的基本任务,构建了局部态势感知和全局态势感知相融合的煤与瓦斯突出态势感知模型。提出了煤与瓦斯突出态势要素的选取应满足科学性、前兆性、实时性、可操作性、全面性和敏感性等原则。以赵各庄矿为例,选取瓦斯涌出及声发射实时监测信息作为主要的煤与瓦斯突出态势要素,将钻屑量、钻屑解吸指标、瓦斯压力、瓦斯含量等作为辅助态势要素,并对突出态势要素选取的可行性进行了分析论证。提出了基于压缩感知的煤与瓦斯突出态势要素有效信息提取方法。以不完全瓦斯涌出时间序列为研究对象,利用压缩感知实现了对缺失率小于30%的瓦斯涌出时间序列的修复。针对噪声背景下的煤岩体声发射信号提取问题,将压缩感知与小波去噪方法相结合,实现了噪声信号和有效煤岩体声发射信号的分离。研究煤与瓦斯突出灾变特征提取方法。提出了基于五点三次平滑处理与非线性分段相结合的瓦斯涌出时间序列趋势特征提取方法。将瓦斯涌出时间序列均值、趋势斜率、波动率等作为瓦斯涌出异常时间序列辨识指标,利用动态模式匹配距离结合层次聚类,实现了对包含突出灾变在内的瓦斯涌出异常时间序列的识别。研究了煤与瓦斯突出过程中声发射信号时域、频域和时频域特征,利用小波包能量谱和小波包能量熵提取声发射信号能量特征。结果表明,突出过程中,声发射信号呈现低频高幅值变化,能量向优势频段集中,小波包能量熵值降低等特征,提出将声发射信号能量熵值变化率作为煤与瓦斯突出前兆辨识指标。构建了煤与瓦斯突出态势评估指标体系,建立了基于信息融合的煤与瓦斯突出态势评估模型。为解决随机性、模糊性等不确定性因素对煤与瓦斯突出态势评估的影响,提出了基于云模型-改进证据理论的煤与瓦斯突出态势评估方法,利用云模型构建证据体的mass函数,采用组合加权的证据理论降低证据间冲突程度,以提高煤与瓦斯突出态势评估的准确性。提出基于机器学习的煤与瓦斯突出态势预测方法。利用天牛群算法（Beetle Swarm Optimization,BSO）优化长短期记忆网络（Long short-term memory,LSTM）的超参数组合,建立了基于BSO-LSTM的瓦斯浓度预测模型。分析掘进工作面瓦斯浓度时空相关性,从时空角度优化预测模型输入。结果表明,基于时空耦合的BSO-LSTM的瓦斯浓度预测模型预测精度较高,结合云模型-改进证据理论对瓦斯浓度预测结果进行基于瓦斯涌出监测信息的突出态势局部预测。就煤与瓦斯突出态势全局预测而言,将态势评估结果量化为态势值,建立基于混沌免疫粒子群（Chaos Immune Particle Swarm Optimization,CIPSO）优化的广义回归网络（Generalized Regression Neural Network,GRNN）的煤与瓦斯突出态势值预测模型,实现了煤与瓦斯突出全局态势的短期预测。工程测试结果表明,煤与瓦斯突出态势感知方法能够准确地感知掘进工作面所面临的煤与瓦斯突出危险威胁,采用瓦斯压力、瓦斯含量、钻屑量等指标验证了利用瓦斯涌出、声发射等实时监测信息感知掘进工作面煤与瓦斯突出态势的结果,进一步说明了煤与瓦斯突出态势感知方法可以提高煤矿防治煤与瓦斯突出灾害的能力,保障矿井安全生产。该论文有图91幅,表29个,参考文献188篇。
张冰[10]（2020）在《煤体瓦斯卸压损伤致突机理及前兆信息演化规律研究》文中研究指明煤与瓦斯突出是一种极其复杂的矿井动力事故,常常造成大量的人员伤亡、恶劣的社会影响和重大的经济损失,已成为制约我国煤炭工业健康发展的关键因素。揭示煤与瓦斯突出的致灾机理,对突出进行准确预测、预警,才能有效预防突出事故发生。然而,由于突出过程的复杂性及涉及因素的多样性,现有突出机理研究仍不能准确阐述各因素在突出中的作用机制,无法用数学模型定量地描述各因素的作用效应,无法为突出预警提供科学可靠的理论依据,加之突出前兆信息研究方法发展不均衡,物理模型试验作为在各方法中尚处于弱势地位,突出前兆信息演化规律研究及突出预警理论技术仍不满足安全生产的需求。本文采用室内试验、理论分析、数值模拟、模型试验等多种手段,从煤与瓦斯突出都存在的瓦斯卸压这一关键致灾因素入手,研究分析了简单工况下煤体瓦斯卸压损伤致突机理,重点研究了瓦斯卸压过程中吸附气体解吸扩散规律、气体动力作用诱发的煤体损伤劣化规律、煤体有效应力变化规律,构建了描述该动态过程更准确的含瓦斯煤气固耦合动力学模型,并基于煤体瓦斯卸压损伤致突机理,提出了具有普适性的突出前兆敏感指标,开展了巷道掘进诱发的煤与瓦斯突出模拟试验,监测并揭示了普适性敏感指标的敏感性、演化趋势及突出前兆特征。获取的主要成果如下:（1）自主研发了“煤粒瓦斯放散测定仪”,满足复杂赋存环境中煤样瓦斯吸附、解吸特性测试的需求。采用该仪器开展了不同环境气压、不同损伤状态煤样的瓦斯解吸试验,获取了卸压过程关键变量对瓦斯解吸动态参量的影响规律:1)瓦斯解吸速度、解吸量随着环境气压增大而减小;2)环境气压对扩散系数的影响程度与时间有关,在初始阶段影响甚微,在4000 s后影响程度逐渐增大;3)随着煤体损伤增大,瓦斯扩散渗流路径变化,瓦斯解吸量明显增大,两者呈线性关系。基于测试获取的试验数据,构建形成了适用性更广的煤体瓦斯解吸扩散模型。（2）研发形成的“含瓦斯煤动静组合加载试验系统”,实现了“静态应力+冲击扰动”和“静态应力+瞬时卸气压扰动”组合加载下吸附瓦斯煤变形破坏机制的可视化研究。采用该仪器开展了不同损伤状态/气体卸压速率/气体种类条件下的吸附煤体气体卸压试验,获取了瓦斯卸压动力作用诱发的煤体损伤劣化规律:1)气体卸压动力作用可对煤体造成了明显的不可逆损伤,导致煤体损伤变量骤增,甚至张拉破坏;2)基于气体卸压过程中煤体不可逆损伤产生与否及其增量大小,可将煤体损伤状态分为三个阶段:无影响阶段、稳定影响阶段、不稳定影响阶段;3)解吸气体量越大,气体卸压诱发损伤增量越大;4)煤体损伤增量随气体卸压速率呈线性增大关系。基于损伤变量变化率与各影响因素之间的数学关系,构建形成了考虑气体卸压动力作用的煤体损伤演化数学模型。（3）采用“含瓦斯煤三轴力学渗透试验仪”,开展了不同煤体损伤状态/气体压力/气体吸附含量条件下三轴受力吸附煤样卸压变形试验,基于有效应力与基质变形的对应关系,获取了瓦斯卸压动态过程煤体有效应力变化规律:1)随着游离气体、吸附气体的放散,煤体有效应力骤增;2)由于煤样损伤变量差异,游离气体、吸附气体放散诱发的有效应力瞬时增量呈现明显差异;3)吸附气体、游离气体放散诱发的有效应力增量分别与吸附气体含量、气体压力呈截距为零的线性关系。基于试验结果,探明了游离气体、吸附气体对煤体有效应力的影响机制:游离气体直接分担了部分外荷载,吸附气体产生的吸附膨胀应力抵消了煤体骨架所承担的外荷载;并据此在煤体双孔-单渗透理论模型基础上推导获取了适用于瓦斯卸压动态过程的含瓦斯煤有效应力数学模型。（4）针对瓦斯卸压动态过程,综合考虑吸附瓦斯的解吸补充作用、煤体有效应力突增作用、气压动力作用及各部分之间的相互影响,将瓦斯解吸扩散方程作为裂隙系统瓦斯流动控制方程汇源项,重新定义了煤体变形控制方程中煤体损伤演化方程、煤体有效应力演化方程,构建了含瓦斯煤体的气固耦合动力学模型。将新模型导入COMSOL Multiphysics对瞬间揭露诱发突出模拟试验进行了模拟,模拟结果与试验结果完全一致,证明了新模型可以更加准确描述煤体瓦斯卸压动态过程与致突机制,同时也证明了煤体瓦斯卸压损伤致突机制的科学性:瓦斯卸压诱发的突出是瓦斯瞬间解吸、瓦斯卸压动力作用和卸压瞬间煤体有效应力突增三种作用耦合、不断演化的结果。（5）基于煤体瓦斯卸压损伤致突机理,提出了将煤层瓦斯压力、煤体应力状态、煤体温度、巷道瓦斯动态指标、声发射、微震等物理信息作为普适性的突出前兆预警指标;研发了一种低渗透性岩层相似材料,克服了高压瓦斯赋存及巷道掘进真实模拟难题;依托于该材料及“巷道掘进揭煤诱导煤与瓦斯突出模拟试验系统”,以典型突出案例为原型,成功开展了巷道掘进诱发的煤与瓦斯突出模拟试验,监测并揭示了普适性预警指标的演化趋势及突出前兆特征,确定了突出普适性指标的敏感性由高到低依次是煤层温度、巷道内气体浓度、巷道内温度、煤层应力、煤层气压。研究成果有益于煤与瓦斯突出机理深化及突出精准预警防控。
二、煤与瓦斯突出电磁辐射多重分形特征研究（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、煤与瓦斯突出电磁辐射多重分形特征研究（论文提纲范文）
（1）基于多重分形理论的冲击地压电磁辐射预测（论文提纲范文）
| 1 多重分形计算方法 |
| 2 单轴压缩煤样的电磁辐射实验[8] |
| 3 电磁辐射预测冲击地压量化分级指标体系的建立 |
| 3.1 煤样变形破坏电磁辐射多重分形规律[15] |
| 3.2 ΔDqc与煤样冲击倾向关系 |
| 3.3 ΔDqc与剩余能量关系 |
| 3.4 电磁辐射预测冲击地压量化分级指标体系 |
| 4 现场应用 |
| 5 结论 |
（3）煤层群采动卸压煤与覆岩裂隙演化特征及其对瓦斯抽采的影响（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 国内外研究现状 |
| 2.1.1 采动影响下采动应力研究现状 |
| 2.1.2 采动影响下采动裂隙研究现状 |
| 2.1.3 采动位移分布特征研究现状 |
| 2.1.4 煤体渗流特征研究现状 |
| 2.1.5 煤层低瓦斯与应力耦合灾变机制研究现状 |
| 2.2 问题分析归纳 |
| 2.3 研究内容与研究方法 |
| 2.3.1 研究内容 |
| 2.3.2 研究方法 |
| 2.3.3 技术路线 |
| 3 复合采动邻近煤层应力场、裂隙场及瓦斯渗流特征 |
| 3.1 煤层裂隙结构特征及其分类 |
| 3.2 单次采动下煤岩损伤及渗流规律实验研究 |
| 3.2.1 试验装置与实验方案 |
| 3.2.2 单次采动循环加卸载路径下应力-应变关系 |
| 3.2.3 单次采动循环加卸载路径下峰值应力 |
| 3.2.4 单次采动梯级循环加卸载路径下残余应力分析 |
| 3.2.5 单次采动梯级循环加卸载路径下变形渗流特征 |
| 3.3 二次采动下煤岩损伤及渗流规律实验研究 |
| 3.3.1 试验装置与实验方案 |
| 3.3.2 二次采动循环加卸载路径下应力-应变关系 |
| 3.3.3 二次采动循环加卸载路径下峰值应力 |
| 3.3.4 二次采动梯级循环加卸载路径下残余应力分析 |
| 3.3.5 二次采动梯级循环加卸载路径下变形渗流特征 |
| 3.4 邻近煤层低瓦斯耦合灾变机制 |
| 3.4.1 含气煤样低气压耦合渗流灾变物理实验设计 |
| 3.4.2 实验结果分析 |
| 3.4.3 承压煤层低瓦斯耦合灾变机理 |
| 3.5 采动应力分布与渗透率分区 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 近距离煤层群卸压开采应力场及覆岩裂隙场特征实验研究 |
| 4.1 煤层群开采裂隙演化相似模拟实验 |
| 4.1.1 煤层及顶板条件 |
| 4.1.2 相似模拟相似比确定方法 |
| 4.1.3 模型铺设与测点布置 |
| 4.2 煤层群开采条件下覆岩位移与采动应力演化特征 |
| 4.2.1 岩层移动特征 |
| 4.2.2 采动应力场演化特征 |
| 4.3 采动裂隙场量化分析 |
| 4.3.1 单次采动条件下采动裂隙场演化规律 |
| 4.3.2 二次采动条件下采动裂隙场演化规律 |
| 4.4 重复采动覆岩“三带”特征 |
| 4.4.1 单次采动条件下覆岩“三带”特征 |
| 4.4.2 二次采动条件下覆岩“三带”特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 采动卸压瓦斯抽采有利区识别及瓦斯富集特征 |
| 5.1 覆岩破坏高度理论计算 |
| 5.1.1 垮落带最大高度计算 |
| 5.1.2 裂隙带最大高度计算 |
| 5.1.3 沙曲煤矿“两带”最大高度计算 |
| 5.2 采动覆岩采动裂隙量化表征 |
| 5.3 采动裂隙发育演化规律数值模拟研究 |
| 5.3.1 数值模拟软件选择 |
| 5.3.2 数值模拟煤岩层参数选取 |
| 5.3.3 数值计算物理模型 |
| 5.3.4 采动裂隙演化规律的模拟结果 |
| 5.4 采动煤岩体瓦斯运移特征数值模拟研究 |
| 5.4.1 物理模型建立及模型参数 |
| 5.4.2 采场瓦斯运移规律模拟结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 瓦斯抽采有利区定向长钻孔瓦斯抽采 |
| 6.1 试验工作面概况 |
| 6.1.1 工作面位置及地质情况 |
| 6.1.2 采动卸压瓦斯抽采有利区顶板观测 |
| 6.2 钻孔窥视法观测钻孔周围裂隙演化特征 |
| 6.2.1 基于Matlab开发的图像分析处理 |
| 6.2.2 4305后部工作面顶板采动裂隙分布规律及演化特征 |
| 6.3 裂隙带定向长钻孔瓦斯抽采技术参数确定 |
| 6.3.1 钻孔施工层位 |
| 6.3.2 开孔位置选择钻孔参数设计 |
| 6.4 采动裂隙带定向钻孔瓦斯抽采效果分析 |
| 6.4.1 胶带巷处钻场裂隙带抽采数据分析 |
| 6.4.2 轨道巷处钻场裂隙带抽采数据分析 |
| 6.4.3 采动裂隙带定向钻孔抽采效果评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）真三轴加卸载含瓦斯煤力学特性与破坏前兆特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景、意义和目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤岩体三轴加卸载力学特性研究现状 |
| 1.2.2 煤岩体真三轴力学特性研究现状 |
| 1.2.3 煤岩体破裂过程声发射研究现状 |
| 1.2.4 声发射非线性特征研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 试验系统及试验方案 |
| 2.1 试验系统 |
| 2.1.1 轴向加卸载系统 |
| 2.1.2 围压加卸载系统 |
| 2.1.3 密封腔体 |
| 2.1.4 声发射监测系统 |
| 2.1.5 瓦斯渗流系统 |
| 2.2 试样制备及试验步骤 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 试验步骤 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.3.1 常规三轴加载试验方案 |
| 2.3.2 真三轴加卸载试验方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 常规三轴加载条件含瓦斯煤力学特性研究 |
| 3.1 常规三轴加载含瓦斯煤变形破坏特征 |
| 3.1.1 含瓦斯煤强度变化特征 |
| 3.1.2 含瓦斯煤应力应变特征 |
| 3.1.3 含瓦斯煤破坏形态特征 |
| 3.2 常规三轴加载含瓦斯煤声发射时序特征 |
| 3.2.1 围压对声发射特征的影响 |
| 3.2.2 瓦斯压力对声发射特征的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 真三轴加卸载条件含瓦斯煤力学特性研究 |
| 4.1 加卸载条件下含瓦斯煤变形破坏特征 |
| 4.1.1 含瓦斯煤应力应变特征 |
| 4.1.2 含瓦斯煤破坏形态特征 |
| 4.2 加卸载条件下含瓦斯煤破坏能量演化特征 |
| 4.2.1 含瓦斯煤破坏过程能量分析原理 |
| 4.2.2 加卸载条件下含瓦斯煤破坏能量演化过程 |
| 4.2.3 加卸载条件对能量特征的影响 |
| 4.3 加卸载条件下含瓦斯煤声发射时序特征 |
| 4.3.1 初始围压对声发射特征的影响 |
| 4.3.2 卸载速率对声发射特征的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 真三轴加卸载条件含瓦斯煤破坏机制研究 |
| 5.1 含瓦斯煤真三轴应力条件本构模型 |
| 5.1.1 本构模型的建立 |
| 5.1.2 本构模型的验证 |
| 5.2 含瓦斯煤破坏形式分析 |
| 5.2.1 煤体裂纹扩展条件分析 |
| 5.2.2 含瓦斯煤破坏过程分析 |
| 5.3 含瓦斯煤破坏模型构建及求解 |
| 5.3.1 含瓦斯煤破坏模型构建 |
| 5.3.2 含瓦斯煤破坏临界荷载求解 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 真三轴加卸载条件下含瓦斯煤破坏前兆特征 |
| 6.1 多重分形理论介绍及其计算方法 |
| 6.2 加卸载条件下含瓦斯煤声发射多重分形特征 |
| 6.2.1 含瓦斯煤声发射多重分形谱 |
| 6.2.2 含瓦斯煤声发射多重分形动态变化特征 |
| 6.3 损伤演化与多重分形特征的关系 |
| 6.3.1 不同加卸载条件损伤演化分析 |
| 6.3.2 损伤演化与多重分形参数间的关系 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
| 致谢 |
（5）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 |
（6）近直立煤层群综放开采冲击地压机理及预警技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 论文研究来源 |
| 1.2 研究背景与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 冲击地压理论研究现状 |
| 1.3.2 动载诱冲机制研究现状 |
| 1.3.3 大倾角煤层冲击地压机理研究现状 |
| 1.3.4 冲击地压监测预警研究现状 |
| 1.4 需进一步研究的问题 |
| 1.5 主要研究内容及方法 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究方法及技术路线 |
| 2 近直立煤层群冲击地压显现特征及诱冲因素研究 |
| 2.1 近直立煤层群地质及开采技术条件 |
| 2.2 近直立煤层群冲击地压显现特征 |
| 2.2.1 典型冲击地压事件 |
| 2.2.2 近直立煤层群冲击地压破坏特征 |
| 2.3 近直立煤层群冲击地压诱冲因素分析 |
| 2.3.1 冲击前后微震活动特征 |
| 2.3.2 冲击前后应力场演变特征 |
| 2.3.3 地表及围岩破坏特征 |
| 2.3.4 冲击地压诱冲因素总结 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 近直立煤层群开采静载应力分布规律研究 |
| 3.1 模型构建与模拟方案 |
| 3.1.1 数值模型 |
| 3.1.2 模拟研究方案 |
| 3.2 覆岩运移及煤岩应力场演化规律 |
| 3.2.1 近直立煤层群围岩应力场分布特征 |
| 3.2.2 近直立煤层群覆岩运移规律 |
| 3.2.3 工作面开采过程中采动应力分布特征 |
| 3.3 采空区充填材料力学性质对覆岩运移及应力场分布影响 |
| 3.3.1 应力场随充填材料力学性质的变化特征 |
| 3.3.2 覆岩运移随充填材料力学性质的变化规律 |
| 3.3.3 采空区不同充填材料力学性质下煤岩体塑性破坏特征 |
| 3.4 侧压力系数对覆岩运移及应力场分布影响 |
| 3.4.1 应力场随侧压力系数的变化特征 |
| 3.4.2 覆岩运移随侧压力系数的变化规律 |
| 3.5 煤层倾角对覆岩运移及应力场分布影响 |
| 3.5.1 应力场随煤层倾角变化 |
| 3.5.2 失稳破坏强度随煤层倾角变化 |
| 3.5.3 煤体运移规律随煤层倾角变化 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 近直立煤层群动载诱冲作用规律研究 |
| 4.1 煤岩体破裂震动位移场 |
| 4.2 动载源处理及震动波形拆分 |
| 4.2.1 震动波辐射模式设定 |
| 4.2.2 诱发近直立煤层群冲击地压的典型震动波计算和校准 |
| 4.2.3 基于同步压缩变换的震动波形拆分 |
| 4.3 动载模拟方案和损伤评估方法 |
| 4.3.1 冲击地压背景和破坏特征 |
| 4.3.2 动载计算模型构建和赋值 |
| 4.3.3 模型边界条件设置 |
| 4.3.4 震动波加载方法 |
| 4.3.5 冲击地压损伤评估方法 |
| 4.4 近直立煤层群动载诱冲数值模拟结果 |
| 4.4.1 震动波在煤岩介质中的传播特征 |
| 4.4.2 震动波引起的围岩动态响应 |
| 4.4.3 近直立煤层群巷道围岩的损伤特征 |
| 4.4.4 动载作用下巷道围岩损伤评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 近直立煤层群综放充填开采压撬型冲击地压机理研究 |
| 5.1 近直立煤层群综放充填开采走向岩梁受力分析 |
| 5.1.1 煤层群采空区走向充填布置 |
| 5.1.2 充填条件下基本顶超静定梁分析 |
| 5.1.3 充填条件下层间岩柱超静定梁分析 |
| 5.2 “近直立悬顶结构”倾向模型构建及力学分析 |
| 5.2.1 悬顶结构力学模型构建及受力分析 |
| 5.2.2 悬顶结构能量分布及影响因素分析 |
| 5.2.3 悬顶破裂诱冲能力分析 |
| 5.3 “近直立岩柱结构”倾向模型构建及力学分析 |
| 5.3.1 悬空岩柱力学模型构建及受力分析 |
| 5.3.2 悬空岩柱能量分布及影响因素分析 |
| 5.4 覆岩结构弹性能释放诱发动载扰动分析 |
| 5.5 近直立煤层群开采冲击地压机理分析 |
| 5.5.1 悬顶挤压效应和破裂诱发冲击地压 |
| 5.5.2 岩柱撬转破裂诱冲机理 |
| 5.5.3 压撬效应耦合冲击地压机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 近直立煤层群冲击地压多指标集成预警方法及工程验证 |
| 6.1 近直立煤层群综放充填开采冲击危险多指标集成预警原理 |
| 6.2 冲击地压危险前兆信息响应特征及指标体系 |
| 6.2.1 监测系统布置 |
| 6.2.2 冲击危险预警指标时序前兆特征分析 |
| 6.2.3 冲击危险预警指标空间前兆特征分析 |
| 6.2.4 冲击危险预警指标体系 |
| 6.3 冲击地压危险多指标集成预警模型 |
| 6.3.1 集成预警技术架构 |
| 6.3.2 集成预警模型构建 |
| 6.4 多指标集成预警模型工程验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于机器学习的煤矿冲击危险性综合预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 论文主要内容和研究方法 |
| 2 基于人工神经网络的矿震监测与矿震强度预测方法研究 |
| 2.1 深井矿震分类和影响因素分析 |
| 2.2 “区域-局部”式矿震监测 |
| 2.3 矿震强度神经网络预测方法及算法 |
| 2.4 样本矿井概况 |
| 2.5 实际资料处理与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于贝叶斯网络推理的冲击危险性等级分析 |
| 3.1 冲击地压影响因素分析 |
| 3.2 冲击地压危险等级分类研究 |
| 3.3 基于贝叶斯网络的冲击危险性等级预测方法 |
| 3.4 实际资料处理与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于深度神经网络的冲击类型和冲击危险性等级判别 |
| 4.1 微震信号特征分析 |
| 4.2 深度循环神经网络预测模型 |
| 4.3 基于深度循环神经网络的冲击地压诱因分析 |
| 4.4 基于深度受限玻尔兹曼机过程神经网络的冲击等级预测分析 |
| 4.5 实际资料处理与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于动态模糊推理网络的冲击危险性预测 |
| 5.1 冲击地压煤矿开采地质影响因素综合分析 |
| 5.2 模糊信息处理与模糊神经网络 |
| 5.3 动态模糊推理神经网络预测模型 |
| 5.4 实际资料验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 工作面冲击地压综合预测应用 |
| 6.1 1412工作面概况 |
| 6.2 冲击地压监测情况 |
| 6.3 1412工作面冲击危险性综合预测分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（8）煤层突出危险性综合预测及验证（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 BP神经网络模型 |
| 2 BP神经网络模型构建 |
| 2.1 输入和输出样本选择 |
| 2.2 网络模型构建 |
| 2.3 模型准确性分析 |
| 3 灰色关联分析方法 |
| 4 工程实例应用 |
| 4.1 工程背景 |
| 4.2 突出危险性区域预测 |
| 4.3 突出危险性区域验证 |
| 4.4 评价结果分析 |
| 5 结论 |
（9）煤与瓦斯突出态势感知方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 煤与瓦斯突出过程与突出态势感知 |
| 2.1 煤与瓦斯突出过程及影响因素 |
| 2.2 煤与瓦斯突出前兆信号特征分析 |
| 2.3 煤与瓦斯突出态势感知 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于压缩感知的煤与瓦斯突出态势要素提取 |
| 3.1 煤与瓦斯突出态势信息的压缩感知 |
| 3.2 不完全瓦斯涌出时间序列处理方法 |
| 3.3 噪声背景下声发射信号提取方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤与瓦斯突出灾变特征提取方法 |
| 4.1 基于趋势分析的瓦斯涌出异常时间序列辨识 |
| 4.2 煤与瓦斯突出声发射信号前兆特征提取 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于信息融合的煤与瓦斯突出态势评估 |
| 5.1 煤与瓦斯突出态势评估模型 |
| 5.2 煤与瓦斯突出态势评估方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 基于机器学习的煤与瓦斯突出态势预测方法 |
| 6.1 基于时空耦合的瓦斯浓度态势预测模型 |
| 6.2 基于广义回归网络的煤与瓦斯突出态势值预测模型 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 煤与瓦斯突出态势感知的工程测试 |
| 7.1 煤与瓦斯突出态势要素获取及评估临界值的确定 |
| 7.2 煤与瓦斯突出态势评估方法验证 |
| 7.3 煤与瓦斯突出态势预测方法验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论、创新点及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）煤体瓦斯卸压损伤致突机理及前兆信息演化规律研究（论文提纲范文）
| 关键符号注释表 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤与瓦斯突出致灾机理方面 |
| 1.2.2 煤与瓦斯突出前兆信息演化规律方面 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 创新点 |
| 第二章 卸压过程煤体瓦斯解吸-扩散特征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 煤体瓦斯解吸扩散机理 |
| 2.2.1 煤的孔隙特征 |
| 2.2.2 煤基质瓦斯扩散物理过程 |
| 2.3 煤粒瓦斯放散测定仪 |
| 2.3.1 仪器结构与工作原理 |
| 2.3.2 技术参数与操作方法 |
| 2.4 环境气压对煤体瓦斯解吸影响试验研究 |
| 2.4.1 试验方案 |
| 2.4.2 环境气压对煤体瓦斯扩散动力学影响 |
| 2.5 煤体损伤对瓦斯解吸影响试验研究 |
| 2.5.1 试验方案 |
| 2.5.2 煤体损伤对瓦斯解吸影响及机理分析 |
| 2.6 考虑环境气压和煤体损伤的瓦斯解吸模型 |
| 2.6.1 模型形式确定 |
| 2.6.2 模型中环境气压的引入 |
| 2.6.3 模型中损伤变量的引入 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 瓦斯卸压诱发煤体损伤劣化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 含瓦斯煤动静组合加载试验系统 |
| 3.2.1 仪器结构 |
| 3.2.2 关键技术 |
| 3.2.3 仪器初步检查 |
| 3.2.4 主要功能与技术参数 |
| 3.3 吸附煤体气体卸压试验 |
| 3.3.1 试验方案 |
| 3.3.2 试验步骤 |
| 3.3.3 试验结果 |
| 3.4 气体卸压诱发煤体损伤演化规律及机理分析 |
| 3.5 考虑气体卸压过程的煤体损伤演化数学模型 |
| 3.5.1 煤体损伤本构关系 |
| 3.5.2 考虑外部加载与气体卸压的煤体损伤演化方程 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 瓦斯卸压过程煤体有效应力突变规律与影响机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 瓦斯卸压过程煤体有效应力变化规律试验研究 |
| 4.2.1 试验原理 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.2.3 试验仪器 |
| 4.2.4 试验步骤 |
| 4.2.5 试验结果 |
| 4.3 气体卸压对煤体有效应力影响及机制分析 |
| 4.3.1 有效应力总体变化规律 |
| 4.3.2 煤体损伤对有效应力突增量的影响 |
| 4.3.3 气体吸附含量对有效应力突增量的影响 |
| 4.3.4 气体压力对有效应力突增量的影响 |
| 4.3.5 时间对有效应力突增量的影响 |
| 4.4 瓦斯卸压过程煤体有效应力数学模型 |
| 4.4.1 含瓦斯煤有效应力模型研究现状 |
| 4.4.2 考虑瓦斯卸压过程的含瓦斯煤有效应力数学模型 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 含瓦斯煤体气固耦合动力学模型及瓦斯卸压致突数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含瓦斯煤气固耦合动力学模型 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 裂隙系统瓦斯流动控制方程 |
| 5.2.3 煤体变形控制方程 |
| 5.2.4 含瓦斯煤气固耦合动力学模型 |
| 5.3 瓦斯卸压致突数值模拟 |
| 5.3.1 模拟算例 |
| 5.3.2 COMSOL Multiphysics软件介绍 |
| 5.3.3 模型建立 |
| 5.3.4 数值计算结果及分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 基于全过程相似模型试验的突出前兆信息演化规律研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 突出预警指标体系搭建 |
| 6.3 低渗透性岩层相似材料研发 |
| 6.3.1 研究目的 |
| 6.3.2 原材料及成型工艺 |
| 6.3.3 性质测试 |
| 6.3.4 物理力学参数 |
| 6.3.5 适用性分析 |
| 6.4 巷道掘进揭煤诱发煤与瓦斯突出模型试验 |
| 6.4.1 试验原型及参数 |
| 6.4.2 试验仪器 |
| 6.4.3 试验模型搭建 |
| 6.4.4 试验过程 |
| 6.4.5 试验结果 |
| 6.5 突出前兆信息演化规律 |
| 6.5.1 地应力变化规律 |
| 6.5.2 气体压力变化规律 |
| 6.5.3 二氧化碳浓度变化规律 |
| 6.5.4 温度变化规律 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间参与的科研项目 |
| 在读期间主要学术成果 |
| 学术论文 |
| 国家发明专利 |
| 软件着作权 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、煤与瓦斯突出电磁辐射多重分形特征研究（论文参考文献）
- [1]基于多重分形理论的冲击地压电磁辐射预测[J]. 姚精明,许自文,王建,刘俊余. 矿业安全与环保, 2021(05)
- [2]循环加卸载下不同含水率砂岩声电前兆响应及损伤特征[D]. 李太训. 中国矿业大学, 2021
- [3]煤层群采动卸压煤与覆岩裂隙演化特征及其对瓦斯抽采的影响[D]. 皮希宇. 北京科技大学, 2021(08)
- [4]真三轴加卸载含瓦斯煤力学特性与破坏前兆特征研究[D]. 张冉. 青岛理工大学, 2021
- [5]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
- [6]近直立煤层群综放开采冲击地压机理及预警技术研究[D]. 何生全. 北京科技大学, 2021
- [7]基于机器学习的煤矿冲击危险性综合预测方法研究[D]. 刘辉. 山东科技大学, 2020(04)
- [8]煤层突出危险性综合预测及验证[J]. 张尔辉,朱权洁,刘衍,高林生,张震,谷雷. 华北科技学院学报, 2020(04)
- [9]煤与瓦斯突出态势感知方法研究[D]. 王雨虹. 辽宁工程技术大学, 2020
- [10]煤体瓦斯卸压损伤致突机理及前兆信息演化规律研究[D]. 张冰. 山东大学, 2020(08)