煤巖體聲發(fā)射傳播機(jī)理研究.pdf

1、聲發(fā)射預(yù)測(cè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害技術(shù)是非接觸式預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，本論文依托國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目（2005CB221505）、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（50534080/E041503）及河南省煤礦瓦斯與火災(zāi)防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（HKLGF200508），在對(duì)國(guó)內(nèi)外聲發(fā)射預(yù)測(cè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害工程實(shí)踐與技術(shù)成果綜合分析的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室力學(xué)實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等研究方法，重點(diǎn)進(jìn)行了煤巖體聲發(fā)射傳播機(jī)理

2、研究及其工程應(yīng)用：
　?。?）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤巖動(dòng)力災(zāi)害聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)制，假定煤巖體為無(wú)限彈性體，提出了球形模型，并且推導(dǎo)了從AE源激發(fā)出的AE應(yīng)力波的波動(dòng)方程，分析了AE應(yīng)力波的傳播衰減特性；根據(jù)用于描述應(yīng)力波在介質(zhì)中傳播的品質(zhì)因子Q理論，詳細(xì)推導(dǎo)了應(yīng)力波的衰減規(guī)律方程；在Biot固液兩相介質(zhì)的應(yīng)力波傳播理論基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了含瓦斯煤體兩相介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系和其中聲發(fā)射信號(hào)的波動(dòng)方程，對(duì)含瓦斯煤層中的聲發(fā)射信號(hào)傳播進(jìn)行了理論分析；從含瓦

3、斯煤體兩相介質(zhì)中的波動(dòng)方程可以看出，含瓦斯煤體中的橫波方程仍然保持單相介質(zhì)中的形式，縱波方程發(fā)生明顯改變；通過(guò)數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)考察，得出了煤巖體聲發(fā)射信號(hào)的傳播衰減規(guī)律，結(jié)論與理論分析相吻合。
　?。?）應(yīng)用波動(dòng)動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行了聲發(fā)射系統(tǒng)中波導(dǎo)器傳播規(guī)律研究，建立了波導(dǎo)器中聲發(fā)射信號(hào)傳播力學(xué)模型；基于此力學(xué)模型，進(jìn)行了數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)室研究，結(jié)果驗(yàn)證了理論模型的合理性。
　?。?）通過(guò)煤巖體聲發(fā)射傳播規(guī)律