瓦斯压力对煤体冲击指标影响的实验研究
有效围压为零条件下瓦斯对煤体力学性质影响的实验
第３３卷第１１期重庆大学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１１２０１０年１１月Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖ．２０１０ 文章编号：１０００－５８２Ｘ（２０１０）１１－１２９－０５有效围压为零条件下瓦斯对煤体力学性质影响的实验尹光志１，王 振１，２，张东明１（１．重庆大学资源及环境科学学院，重庆４０００３０；２．煤炭科学研究总院重庆研究院，重庆４０００３７）收稿日期：２０１０－０７－１８基金项目：国家自然科学基金重点项目（５０５３４０８０）；国家重点基础研究发展计划（９７３）资助项目（２００５ＣＢ２２１５０４；２００６ＣＢ２０２２０４）作者简介：尹光志（１９６２－），男，重庆大学教授，博士生导师，主要从事矿业工程与岩石力学等的研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｇｚｙｉｎ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
摘 要：考虑到气体的封存条件，含瓦斯煤体力学指标的测定一般都是在伪三轴的情况下进行的。
但根据国家标准，煤岩力学指标的测定多是对原煤标准试样进行单轴实验取得的。
利用瓦斯气体密封装置，提出了测定瓦斯煤体力学指标的类单轴实验方法。
通过实验研究，得到了有效围压为零条件下瓦斯对煤样力学性质和力学响应的影响规律。
实验结果表明，孔隙瓦斯改变了煤体全部变形阶段的力学响应特性，而煤体力学性质和响应的变化趋势随瓦斯压力的升高而逐渐减弱，即随瓦斯压力的升高，吸附瓦斯所引起的非力学作用将逐渐占据主导地位。
关键词：瓦斯；密封装置；有效围压；力学指标 中图分类号：Ｘ９３６文献标志码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｃｏａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｕｎｄｅｒ ｚｅｒｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅＹＩＮ Ｇｕａｎｇ－ｚｈｉ１，ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎ１，２，ＺＨＡＮＧ Ｄｏｎｇ－ｍｉｎｇ１（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３７，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅａｌ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｇａｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｃｏａｌ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｇａｓ ｉｓ ｕｓｕａｌｌｙｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｎｏｒｍａｌ ｔｈｒｅｅ－ａｘｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｗｈｉｌｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｃｏａｌｉｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｕｎｉａｘｉａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｂｙ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｇａｓ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎ ａｎａｌｏｇｉｃ ｕｎｉａｘｉａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇａｓ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｓａｍｐｌｅ ｗｈｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ０ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｏｏ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｏｒｅ ｇａｓ ｃｈａｎｇｅｓ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｗｅａｋｅｎｓ ａｓ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄ ｉｔ ｍｅａｎｓ ｔｈａｔ ｎｏｎ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ａｂｓｏｒｂｅｄ ｇａｓ ｐｌａｙ ａ ｌｅａｄｉｎｇ ｒｏｌｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇａｓ；ｓｅａｌ ｄｅｖｉｃｅ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ 煤岩系统的失稳是煤岩瓦斯动力灾害发生的先决条件，而失稳破坏是否发生则取决于含瓦斯煤体是否发生强度破坏和相应的力学响应［１－５］。
《2024年煤层瓦斯压力传感测试模拟实验研究》范文
《煤层瓦斯压力传感测试模拟实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源的开采和利用，煤层瓦斯问题日益凸显，其不仅对煤矿安全生产构成威胁，而且对于环境保护和资源可持续利用具有重要意义。
煤层瓦斯压力的准确测量是评价瓦斯风险、预测瓦斯涌出量及制定煤矿安全生产措施的基础。
本文通过对煤层瓦斯压力传感测试的模拟实验研究，旨在提高瓦斯压力测量的准确性和可靠性，为煤矿安全生产提供科学依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所需材料主要包括模拟煤层样品、瓦斯气体、传感器等。
其中，模拟煤层样品需具有与实际煤层相似的物理和化学性质，以保证实验结果的可靠性。
2. 实验方法（1）制备模拟煤层样品，保证其均匀性和稳定性。
（2）将传感器埋设于模拟煤层样品中，以测量瓦斯压力。
（3）通过模拟实际地质条件，对瓦斯进行注入，观察传感器对瓦斯压力的响应。
（4）记录数据，分析传感器性能及测量结果的准确性。
三、实验过程与结果分析1. 实验过程在模拟实验过程中，首先将传感器埋设于制备好的模拟煤层样品中，确保传感器与煤层充分接触。
然后，通过模拟实际地质条件，向煤层中注入一定量的瓦斯气体。
在瓦斯压力变化的过程中，记录传感器的响应数据。
2. 结果分析通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）传感器对瓦斯压力的响应灵敏，能够在短时间内准确测量瓦斯压力的变化。
（2）在模拟实际地质条件下，传感器测量结果与实际瓦斯压力值具有较好的一致性，证明了传感器的可靠性和准确性。
（3）通过对不同煤层样品的测试，发现传感器在不同煤层中的性能表现稳定，具有较好的通用性。
四、讨论与展望1. 讨论通过对煤层瓦斯压力传感测试的模拟实验研究，我们发现传感器在测量瓦斯压力方面具有较高的灵敏度和准确性。
这为煤矿安全生产提供了有力的技术支持。
然而，在实际应用中，还需要考虑其他因素对传感器性能的影响，如温度、湿度等。
因此，在今后的研究中，应进一步优化传感器性能，提高其在复杂环境下的适应能力。
《2024年瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》范文
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》篇一一、引言瓦斯爆炸作为一种常见的工业灾害，具有极高的破坏力和危险性。
为了降低瓦斯爆炸带来的损失和伤害，对其传播过程中的障碍物激励效应进行研究具有重要意义。
本文将重点分析瓦斯爆炸传播过程中障碍物的物理特性、影响及对爆炸的激励效应，旨在为相关领域的预防和控制措施提供理论依据。
二、瓦斯爆炸的基本原理瓦斯爆炸是指在有限空间内，瓦斯与空气混合后遇到火源所引发的燃烧反应。
当这种燃烧反应达到一定的速度和强度时，就会产生爆炸现象。
瓦斯的爆炸传播是一个动态过程，受到多种因素的影响，如空间大小、混合气体浓度、温度和压力等。
三、障碍物在瓦斯爆炸传播中的作用在瓦斯爆炸传播过程中，障碍物的存在会对其传播路径、强度和范围产生影响。
本文所指的障碍物包括各种实体物质，如建筑物、设备、管道等。
这些障碍物在瓦斯爆炸传播过程中起到了阻挡、反射和激励等作用。
四、障碍物的物理特性分析（一）形状和尺寸障碍物的形状和尺寸对其在瓦斯爆炸传播过程中的影响有着重要的影响。
较大的障碍物可能会对爆炸产生阻挡和分散作用，使爆炸能量得到分散和削弱。
而不同形状的障碍物，如平面、棱角等，则可能产生反射效应，改变瓦斯爆炸的传播方向。
（二）材质和结构障碍物的材质和结构也会影响其在瓦斯爆炸传播过程中的作用。
一些材质较软、结构疏松的障碍物在瓦斯爆炸过程中可能会被破坏或变形，从而改变其阻挡和激励作用。
而一些强度较高的障碍物则可能更有效地阻挡瓦斯爆炸的传播。
五、障碍物对瓦斯爆炸的激励效应研究（一）障碍物对瓦斯爆炸传播速度的影响障碍物的存在往往会对瓦斯爆炸的传播速度产生影响。
当瓦斯爆炸遇到障碍物时，部分能量会被吸收或反射，导致爆炸传播速度降低。
然而，在某些情况下，障碍物可能会激发瓦斯的局部燃烧或产生涡流等现象，从而加速瓦斯的爆炸传播。
（二）障碍物对瓦斯爆炸范围的影响障碍物的存在也会影响瓦斯爆炸的范围。
一方面，较大的障碍物可能会阻挡瓦斯的传播路径，使爆炸范围受到限制；另一方面，一些小型的、分散的障碍物可能会使瓦斯在传播过程中发生多次反射和散射，从而扩大爆炸的范围。
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》范文
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》篇一一、引言瓦斯爆炸是矿山和某些工业环境中常见且具有重大危险性的事故。
爆炸波在矿井内的传播受到多种因素的影响，其中障碍物对爆炸波的传播、能量分布及破坏程度具有显著影响。
本文旨在研究瓦斯爆炸传播过程中障碍物的激励效应，分析障碍物对爆炸波的传播特性及能量分布的影响，为预防和控制瓦斯爆炸提供理论依据。
二、文献综述在过去的几十年里，国内外学者对瓦斯爆炸传播过程中的障碍物效应进行了广泛的研究。
早期的研究主要集中在爆炸波的传播速度和障碍物对爆炸波的阻挡作用上，而随着研究的深入，学者们开始关注障碍物形状、尺寸、空间分布等因素对爆炸波的影响。
研究方法主要包括实验研究、数值模拟和理论分析等。
尽管取得了一定的成果，但仍有待于进一步研究障碍物的激励效应对瓦斯爆炸传播过程的具体影响。
三、研究内容（一）实验设计本部分通过设计一系列的实验来研究瓦斯爆炸传播过程中障碍物的激励效应。
实验采用标准瓦斯气体作为研究对象，设置不同形状、尺寸和空间分布的障碍物，并使用高速摄像机等设备记录爆炸波的传播过程。
（二）理论分析根据实验数据，结合流体动力学、热力学等理论，分析障碍物对瓦斯爆炸波的传播速度、能量分布及破坏程度的影响。
同时，建立数学模型，描述障碍物激励效应的物理过程。
（三）数值模拟利用计算流体动力学（CFD）软件进行数值模拟，验证实验结果和理论分析的正确性。
通过改变障碍物的形状、尺寸和空间分布等参数，观察瓦斯爆炸波的传播过程及变化规律。
四、结果与讨论（一）实验结果实验结果表明，障碍物的存在会改变瓦斯爆炸波的传播速度和能量分布。
不同形状、尺寸和空间分布的障碍物对爆炸波的影响程度不同。
在障碍物的作用下，爆炸波的能量分布更加复杂，部分能量被障碍物吸收或反射，导致爆炸波的破坏程度降低或增强。
（二）讨论本部分对实验结果进行深入讨论，分析障碍物激励效应的物理机制。
通过对比不同形状、尺寸和空间分布的障碍物对瓦斯爆炸波的影响，发现障碍物的形状和尺寸对爆炸波的传播速度和能量分布具有显著影响。
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》范文
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》篇一一、引言瓦斯爆炸是一种常见的工业事故，其破坏力巨大，往往造成严重的人员伤亡和财产损失。
在瓦斯爆炸传播过程中，障碍物的存在对其传播过程和破坏力有着重要的影响。
因此，研究瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应，对于预防和控制瓦斯爆炸事故具有重要意义。
本文旨在通过对瓦斯爆炸传播过程中障碍物的激励效应进行深入研究，为瓦斯爆炸的防控提供理论依据和技术支持。
二、文献综述瓦斯爆炸传播过程的研究始于上世纪初，随着科技的发展和人们对瓦斯爆炸机理的深入理解，越来越多的学者开始关注障碍物对瓦斯爆炸传播的影响。
已有研究表明，障碍物的形状、尺寸、排列方式等因素都会对瓦斯爆炸的传播过程和破坏力产生影响。
此外，障碍物对瓦斯爆炸传播的激励效应也引起了广泛关注。
三、研究方法本研究采用实验和数值模拟相结合的方法，对瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应进行研究。
首先，通过搭建实验平台，模拟瓦斯爆炸传播的实际情况，观察障碍物对瓦斯爆炸传播的影响。
其次，利用数值模拟软件，对实验过程进行模拟和验证，深入分析障碍物对瓦斯爆炸传播的激励效应。
四、实验与结果分析1. 实验设计实验采用不同形状、尺寸和排列方式的障碍物，模拟瓦斯爆炸传播的实际情况。
实验过程中，通过测量瓦斯爆炸传播速度、压力等参数，观察障碍物对瓦斯爆炸传播的影响。
2. 实验结果实验结果表明，障碍物的存在会显著影响瓦斯爆炸的传播过程和破坏力。
具体表现为：（1）障碍物的形状和尺寸对瓦斯爆炸传播速度和压力有显著影响。
例如，当障碍物为大型、高密度物体时，会显著减缓瓦斯爆炸的传播速度并降低其破坏力；而小型、低密度物体则可能对瓦斯爆炸产生更大的激励效应。
（2）障碍物的排列方式也会影响瓦斯爆炸的传播过程。
当障碍物密集排列时，瓦斯的传播路径将更加复杂，可能导致更多的能量损失；而当障碍物稀疏排列时，瓦斯的传播速度可能会更快。
（3）障碍物的存在会改变瓦斯的燃烧过程，导致火焰的传播方向和速度发生变化。
《煤层瓦斯压力传感测试模拟实验研究》范文
《煤层瓦斯压力传感测试模拟实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源的开采和利用，煤层瓦斯问题逐渐凸显，其压力的准确测量对于煤矿安全生产具有重要意义。
煤层瓦斯压力传感测试是监测瓦斯压力变化的有效手段，对预防瓦斯事故、保障矿井安全具有重要作用。
本文通过模拟实验，对煤层瓦斯压力传感测试进行研究，旨在提高瓦斯压力测量的准确性和可靠性。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所需材料包括煤样、瓦斯气体、传感器、测试设备等。
其中，煤样应具有代表性，反映实际煤层特性；传感器应具备高灵敏度、高稳定性等特点。
2. 实验方法（1）制备煤样：选取具有代表性的煤样，进行破碎、筛分、混合等处理，制备成均匀的煤样。
（2）瓦斯压力传感测试：将煤样置于测试设备中，通过控制瓦斯气体的注入量，模拟不同瓦斯压力环境。
同时，利用传感器对瓦斯压力进行实时监测，记录数据。
（3）数据分析：对实验数据进行处理和分析，评估传感器的性能和准确性。
三、实验结果与分析1. 实验结果通过模拟实验，我们得到了不同瓦斯压力下传感器的测量数据。
数据显示，传感器在低瓦斯压力下具有较高的测量精度，但随着瓦斯压力的增加，测量误差逐渐增大。
2. 结果分析（1）传感器性能评价：通过对实验数据的分析，我们发现所选用的传感器在高瓦斯压力下存在一定程度的漂移和滞后现象。
这可能是由于传感器在高压环境下工作不稳定所致。
因此，在实际应用中，应选择具有较高稳定性和可靠性的传感器。
（2）影响因素分析：煤层瓦斯压力的测量受到多种因素的影响，如煤样的孔隙结构、瓦斯气体的成分和浓度、传感器的性能等。
在实验过程中，我们应充分考虑这些因素对测量结果的影响，以提高测量准确性和可靠性。
（3）改进措施：针对传感器在高瓦斯压力下性能不稳定的问题，我们可以采取以下措施进行改进：一是优化传感器的结构设计，提高其在高压力环境下的稳定性；二是采用先进的信号处理技术，对传感器输出的信号进行滤波和校正，提高测量精度。
四、结论通过模拟实验，我们对煤层瓦斯压力传感测试进行了研究。
《2024年电火源点火能量与瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播影响的实验研究》范文
《电火源点火能量与瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播影响的实验研究》篇一一、引言瓦斯爆炸是一种常见的工业安全事故，其发生往往伴随着巨大的破坏力和危害。
因此，对于瓦斯爆炸传播规律的研究显得尤为重要。
电火源点火能量和瓦斯浓度作为瓦斯爆炸的两个关键因素，对瓦斯爆炸的传播有着重要的影响。
本文旨在通过实验研究电火源点火能量与瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播的影响，以期为预防和控制瓦斯爆炸提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所需材料主要包括瓦斯气体、点火源、实验容器、测量设备等。
其中，瓦斯气体采用常见甲烷气体，点火源为电火花点火器，实验容器为一定容积的密闭空间。
2. 实验方法实验采用控制变量法，分别改变电火源点火能量和瓦斯浓度，观察瓦斯爆炸的传播情况。
具体步骤如下：（1）设定不同电火源点火能量，保持瓦斯浓度不变，进行点火实验；（2）设定不同瓦斯浓度，保持电火源点火能量不变，进行点火实验；（3）通过高速摄像机记录瓦斯爆炸的传播过程，同时使用压力传感器测量爆炸过程中的压力变化。
三、实验结果与分析1. 电火源点火能量对瓦斯爆炸传播的影响实验结果表明，电火源点火能量越大，瓦斯爆炸的传播速度越快，爆炸范围也越大。
这是因为电火源点火能量越大，产生的初始火焰传播速度越快，从而使得瓦斯爆炸的传播速度和范围也相应增大。
2. 瓦斯浓度对瓦斯爆炸传播的影响实验结果显示，随着瓦斯浓度的增加，瓦斯爆炸的传播速度和范围也呈现增大的趋势。
但是，当瓦斯浓度达到一定值时，爆炸的传播速度和范围反而会减小。
这是因为过高或过低的瓦斯浓度都会影响火焰的传播速度和稳定性，从而影响瓦斯爆炸的传播。
3. 瓦斯爆炸传播规律的分析通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：电火源点火能量和瓦斯浓度是影响瓦斯爆炸传播的两个重要因素。
在一定的范围内，电火源点火能量越大，瓦斯浓度越高，瓦斯爆炸的传播速度和范围也越大。
但是，过高的电火源点火能量或瓦斯浓度并不一定能够导致更大的爆炸范围，因为过高的能量或浓度反而可能使火焰传播变得不稳定，从而影响爆炸的传播。
《2024年瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》范文
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》篇一一、引言瓦斯爆炸是一种常见的工业事故，其破坏力巨大，对人员安全和财产安全构成严重威胁。
在瓦斯爆炸传播过程中，障碍物的存在对爆炸的传播速度、范围和强度有着显著的影响。
因此，研究瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应，对于预防和控制瓦斯爆炸事故具有重要意义。
本文旨在探讨瓦斯爆炸传播过程中障碍物的激励效应，为相关领域的研究提供理论依据。
二、文献综述近年来，国内外学者对瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应进行了广泛的研究。
研究表明，障碍物的形状、大小、数量和排列方式等因素都会对瓦斯爆炸的传播产生影响。
同时，障碍物的物理性质，如材质、表面粗糙度等也会对瓦斯爆炸的传播过程产生影响。
然而，目前的研究尚不足以全面揭示障碍物对瓦斯爆炸传播的影响机制。
三、研究内容本研究以瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应为研究对象，通过实验和数值模拟相结合的方法，探究障碍物对瓦斯爆炸传播速度、范围和强度的影响。
具体内容如下：1. 实验设计实验采用不同形状、大小和排列方式的障碍物，模拟瓦斯爆炸传播过程中的实际情况。
实验中，通过改变障碍物的数量和位置，观察瓦斯爆炸的传播过程，并记录相关数据。
2. 数值模拟利用计算流体动力学（CFD）软件，建立瓦斯爆炸传播过程的数值模型。
模型中考虑了障碍物的形状、大小、数量和排列方式等因素，以及瓦斯的物理性质。
通过数值模拟，可以更直观地了解障碍物对瓦斯爆炸传播的影响。
3. 结果分析通过实验和数值模拟得到的数据，分析障碍物对瓦斯爆炸传播速度、范围和强度的影响。
结果表明，障碍物的存在会减缓瓦斯爆炸的传播速度，缩小爆炸的范围，降低爆炸的强度。
同时，障碍物的形状、大小、数量和排列方式等因素对瓦斯爆炸的传播过程产生不同的影响。
此外，障碍物的物理性质也会对瓦斯爆炸的传播过程产生影响。
四、讨论本研究表明，障碍物的存在对瓦斯爆炸传播过程具有显著的激励效应。
为了更好地预防和控制瓦斯爆炸事故，应采取以下措施：1. 在设计和建造矿井等工业场所时，应充分考虑障碍物的设置，避免在瓦斯可能聚集的区域设置过多的障碍物。
《2024年煤层瓦斯压力传感测试模拟实验研究》范文
《煤层瓦斯压力传感测试模拟实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源的开采和利用，煤层瓦斯问题逐渐凸显，其压力的准确测量对于煤矿安全生产具有重要意义。
煤层瓦斯压力传感测试是监测瓦斯压力变化的重要手段，而模拟实验研究对于理解瓦斯压力的分布规律、优化传感测试方法具有重要作用。
本文旨在通过模拟实验研究煤层瓦斯压力传感测试，以期为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所需材料主要包括模拟煤层、瓦斯气体、传感器等。
其中，模拟煤层采用相似材料制备，以模拟真实煤层的物理性质和化学性质；瓦斯气体采用标准气体，以保证实验结果的准确性；传感器选用高精度瓦斯压力传感器，以实现准确测量瓦斯压力。
2. 实验方法（1）制备模拟煤层，使其具有与真实煤层相似的物理性质和化学性质。
（2）将模拟煤层置于实验装置中，通过控制瓦斯气体的注入量，模拟不同瓦斯压力条件。
（3）在模拟煤层中布置瓦斯压力传感器，实时监测瓦斯压力变化。
（4）记录实验数据，包括瓦斯压力、传感器读数等，进行数据分析。
三、实验结果与分析1. 瓦斯压力分布规律通过模拟实验，我们发现煤层中瓦斯压力分布具有一定的规律性。
在瓦斯气体注入初期，瓦斯压力迅速升高；随着瓦斯气体的持续注入，瓦斯压力逐渐趋于稳定。
在模拟煤层的不同位置，瓦斯压力存在差异，但整体上呈现出一定的分布规律。
2. 传感器性能评价实验中选用的高精度瓦斯压力传感器具有较好的性能。
在模拟实验过程中，传感器能够准确测量瓦斯压力变化，具有较高的灵敏度和稳定性。
此外，传感器还具有较好的抗干扰能力，能够在复杂环境下正常工作。
3. 实验数据对比分析将实验数据与理论计算结果进行对比分析，发现实验数据与理论计算结果基本一致。
这表明我们的模拟实验方法具有一定的可靠性，可以为煤层瓦斯压力传感测试提供有效的参考依据。
四、讨论与展望通过模拟实验研究，我们了解了煤层中瓦斯压力的分布规律以及传感器性能评价方法。
然而，实际煤矿中的瓦斯压力受多种因素影响，如地质构造、煤层厚度、采煤方法等。
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》
《瓦斯爆炸传播过程中的障碍物激励效应研究》篇一摘要本文以瓦斯爆炸传播过程中障碍物的激励效应为研究对象，通过理论分析、实验研究及数值模拟等方法，深入探讨了障碍物对瓦斯爆炸传播特性的影响。
本文旨在为瓦斯爆炸事故的预防与控制提供理论依据和技术支持。
一、引言瓦斯爆炸是一种常见的工业事故，其传播过程中的障碍物对爆炸的强度和范围具有重要影响。
因此，研究障碍物在瓦斯爆炸传播过程中的激励效应，对于防范瓦斯爆炸事故具有重要意义。
本文通过综合分析现有研究成果，明确了研究目标和研究方法。
二、理论分析在瓦斯爆炸传播过程中，障碍物对爆炸的激励效应主要体现在以下几个方面：1. 障碍物对爆炸波的阻挡和引导作用。
障碍物的存在会改变瓦斯爆炸波的传播方向，使爆炸波在传播过程中发生偏移、折射等现象。
2. 障碍物对瓦斯混合物的扰动作用。
障碍物的形状、尺寸和分布等特性会对瓦斯混合物的流动状态产生影响，从而改变爆炸的强度和范围。
3. 障碍物对爆炸产物的扩散影响。
障碍物的存在会影响爆炸产物的扩散速度和范围，从而影响爆炸的破坏程度。
三、实验研究为了验证理论分析的正确性，本文设计了一系列实验。
实验中，我们采用不同类型、不同尺寸的障碍物，模拟瓦斯爆炸传播过程，观察障碍物对瓦斯爆炸的影响。
实验结果表明，障碍物的存在会显著改变瓦斯爆炸的传播特性，包括爆炸波的传播速度、强度和范围等。
四、数值模拟除了实验研究外，本文还采用数值模拟方法对瓦斯爆炸传播过程进行模拟。
通过建立瓦斯爆炸传播的数学模型，我们能够更深入地了解障碍物对瓦斯爆炸的影响机制。
数值模拟结果表明，障碍物的存在会使得瓦斯爆炸的传播过程更加复杂，包括波形的变化、能量的传递等。
五、结论与展望通过理论分析、实验研究和数值模拟等方法，本文深入探讨了障碍物在瓦斯爆炸传播过程中的激励效应。
研究表明，障碍物的存在会改变瓦斯爆炸的传播特性，包括波形的变化、能量的传递等。
这些变化对于瓦斯爆炸事故的预防与控制具有重要意义。
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由于煤样的饱和吸附作用, 瓦斯压力作为体积 力施加于煤体 , 使煤体所受到的有效围压为零 , 即 其内部瓦斯和煤样周围即密封空腔内的游离瓦斯 压差为 0, 则等同于常规的单轴加载试验 ( 常规的 单轴加载 试验可认 为是在 0 1 M Pa 的 围压下 进 行) . 如此 , 则可对在不同瓦斯压力吸附饱和的原煤 试样进行冲击指标测定 , 从而得出瓦斯对煤体冲击 指标的影响规律. 1 2 试样的制备 根据研究对象所需 , 选取实验煤样的煤层必须 能够或发生过非典型的动力灾害 . 首要条件即煤层 强度不能太大也不 能太小, 强 度过大难以发 生突 出, 而强度太小则无发生冲击的可能; 其次 , 煤体要 具有一定的孔隙率 , 可以吸附大量的瓦斯. 为此, 试 样提取于平煤集团十二矿己 15 煤层。根据以往参 数的测定 , 己 15 煤层具备弱冲击倾向性, 并发生过 煤与瓦斯突出灾害 . 根据行业标准 [ 10] , 在不具备制作标准试样的 条件下, 可将煤样加工为 50 mm 50 mm 50 mm 的方形试样. 考虑到实验装置内腔空间的尺寸 , 将 所取煤块切割为符合行标的方形试样 . 制作的部分 试样照片如图 2 所示.
不同瓦斯压力作用下煤样冲击指标的实验和 分析数据如表 1 所示 .
表 1 不同瓦斯压力作用下煤样冲击指标实验结果 Table 1 Experimental results of burst proneness index of samples treated with gas
冲击指数 动态破坏 时间 / ms 平均 弹性 能量 指数 平均 冲击 能量 指数 平均 无瓦斯 280 260 320 287 2 33 3 21 2 90 2 81 1 92 1 74 1 81 1 82 瓦斯压力 1 M Pa 630 480 570 560 1 87 1 76 1 69 1 77 1 62 1 51 1 38 1 50 瓦斯压力 2 M Pa 640 460 720 607 1 77 1 52 1 43 1 57 1 23 1 35 1 56 1 41
[ 1 5]
用, 冲击地压只是忽略或没有瓦斯作用的突出 . 所 以也将冲击地压称为煤岩突出, 而突出只是有瓦斯 作用的冲击地压[ 2] . 根据对全国部分矿区高瓦斯煤层发生冲击地 压和突出的调研分析发现, 随着采深的增加和开采 强度的加大, 煤岩瓦斯动力灾害日趋增多 . 尤其 是含瓦斯煤层发生的动力灾害往往表现出兼具煤 与瓦斯突出和冲击地压 2 种灾害的特征, 如平煤集
第 39 卷 第 4 期 2010 年 7 月
中国矿业大学学报
Jour nal of China U niversit y of M ining & T echnolog y
V ol. 39 N o. 4 Jul. 0
瓦斯压力对煤体冲击指标影响的实验研究
王 振1, 2 , 胡千庭2 , 尹光志1
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不同瓦斯压力作用下煤样冲击指标
离瓦斯对煤体变形破坏的影响是通过孔隙压力作 为体积力而产生作用的 . 吸附瓦斯则是通过吸附解 吸作用使煤的力学性质和力学响应发生改变, 从而 对煤的本构关系产生影响[ 11 12] . 煤体的动态破坏时间, 即发生脆断破坏的时间 随吸附瓦斯压力的增加而增加, 但增加的幅度逐渐 变缓 ( 图 4) . 从图 3a 可以 看出, 瓦斯的存在 , 使得 峰后段曲线变缓, 尤其是脆性破断 ( 曲线瞬间降低 即比较陡的一段) 表现不明显 . 这主要表现在吸附 瓦斯的存在, 增加了煤体的延性 , 降低了其发生脆 性破断的几率 . 从图 5 中也可看出 , 无吸附瓦斯作 用的试样发生破坏后, 其破断为一条比较完整的劈 裂线 , 脆断破坏的痕迹明显; 而吸附瓦斯作用的试 样破坏后其破坏的程度为一种碎裂形式, 破坏后的 试样完整性差 .
Fig. 1
图 1 实验系统和密封装置 Ex per imental sy stem and seal dev ice
况至少做 3 个试样 . 实验所得的部分煤样的应力 应变曲线如图 3.
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中国矿 业大学 学报
第 39 卷
F ig . 3
图 3 不同瓦斯压力作用下煤样单轴压缩与单轴卸载应力 应 变曲线 Stress strain curv es under uniax ial co mpression and uniaxial unloading w ith different g as pr essureunder
第4期
王 振等 : 瓦斯压力对煤 体冲击指标影响的实验研究
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团十矿、 十二矿 , 阜新矿区五龙矿、 王营矿、 海州立 井( 孙家湾矿) 等 . 上述非典型动力灾害的出现 , 为 其定性带来了难题, 而灾害的定性将决定其相应的 预防和治理措施 . 为了对兼具 2 种特点的灾害进行 定性区 分 , 本 文 基于 突 出和 冲 击地 压的 主 要区 别 瓦斯参与程度的不同 , 从实验的角度出发 , 利用瓦斯气体密封系统, 研究了瓦斯压力对煤体冲 击指标的影响规律, 提出了鉴别非典型动力灾害的 实验方法 , 从而为 灾害的定性研究 提供了新的途 径.
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瓦斯对煤样冲击指标的影响规律分析
煤体中的瓦斯以游离和吸附 2 种状态存在, 并
图4 动态破坏时间随吸附瓦斯压力的变化 F ig. 4 Dynamic failure time w ith g as adsor bent pressur e
Abstract: T he m ain dif f erence bet w een coal g as o ut burst and shock burst is the amount of par t icipation by gas. T he burst proneness index of coal tr eat ed w it h gas under uniax ial compres sion ( t he eff ect iv e conf ir ming pressure w as zero) w as st udied using a g as sealing syst em. A method t o distinguish at ypical dy namic disast ers w as obt ained. T he result s show t hat burst tendency decreases w ith increasing gas pressures but t he co al and gas burst ar e oppo sit e. T he ex periment al co al samples had w eak or no burst t endency w hen the gas pressures are 0 and 2 MP a respect ively. T he probabilit y o f coal and g as out burst incr eases w ith t he increasing of gas pressure. Key words: co al and g as outburst ; sho ck burst; at ypical dy namic disasters; ef f ect iv e confirming pressure 目前 , 我国煤矿发生煤岩动力灾害最典型的 2 种表现形式即煤与瓦斯突出和冲击地压 . 煤与瓦斯 突出和冲击地压就其主要特征而言 , 都是煤岩介质 突然破坏引起的动力现象 , 是煤岩所组成的力学系 统, 在外界扰动下发生的动力破坏过程 . 2 种灾害 都可分为孕育、 发生、 发展和终止 4 个阶段 . 但 就灾害的发生条件、 能量来源和破坏形式等 2 者均 存在着明显的差异 . 一般认为 , 突出主要靠瓦斯作
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实验方法和试样的制备
实验原理和方法 目前 , 我国煤层冲击倾向性的评判主要采用测
定煤样的冲击能指标、 弹性能指标和动态破坏时间 等 3 个指标体系来判定. 当所测冲击指标具有冲击 倾向时, 则可判定煤层具有冲击倾向, 具有发生冲 击地压灾害的可能. 基于此, 我们可在发生非典型动力灾害的煤层 取样 , 然后测定其与所在煤层相同瓦斯含量条件下 煤体的冲击指标 . 如具有冲击倾向, 则可把非典型 动力灾害归于冲击地压类; 如无冲击倾向 , 则归于 瓦斯突出类. 如此则可从定量的角度对兼具 2 种特 点的灾害进行区分 , 从而为防灾、 减灾提供理论依 据. 传统的含瓦斯煤体的力学指标的测定都是在 伪三轴的情况下进行 , 即在煤样周围加以高于瓦斯 压力的油压把瓦斯封存在煤样中. 根据行业标准 , 冲击指标均是对原煤标准试样在一定加卸载速率 条件下单轴压缩取得的 . 而瓦斯的存在, 则必须考 虑其相应的封存方法 . 本实验利用瓦斯气体密封系 统[ 8 9] ( 图 1) 将原煤试样和一定压力的瓦斯气体封 存其中, 直到煤样吸附饱和为止 ( 饱和的判定是通 过高精度压力表和精密应变仪共同确定 ) , 后将密 封系统放在伺服压力机上利用密封系统的活塞加 载装置进行单轴加压 .
图 2 制作的部分试样 Fig . 2 Some o f sam ples
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实验结果
不同瓦斯压力作用下煤样的应力 应变曲线 根据行业标准 [ 10] , 冲击指标均是对原煤试样
在一定加卸载速率条件下进行单轴压缩, 然后通过 应力 应变曲线计算得出. 而动态破坏时间的测定 一般采用磁带记录仪测定系统, 也可采用能满足测 定精度、 可实现动态破坏时间曲线记录的其他测定 系统 . 本次实验的主要加载系统采用可满足实验要 求的岛津 AG 125KN 电子精密材料实验机 , 实验 的瓦斯条件分为 0, 1, 2 M Pa 这 3 种情况, 每种情
400030; 2. 煤炭科学研究总院 重庆研究院 , 重庆 400037) ( 1. 重庆大学 资源及环境科学学院 , 重庆