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汇报人:2024-01-14煤层采动影响下的围岩电性变化规律研究
目录CONTENCT引言煤层采动对围岩电性影响理论分析实验设计与数据获取煤层采动过程中围岩电性变化规律研究煤层采动影响下围岩稳定性评价结论与展望
01引言
煤炭资源开采的重要性采动影响下围岩电性变化的研究意义研究背景与意义煤炭是我国主要能源之一,开采过程中围岩稳定性对生产安全至关重要。电性参数能够反映岩石的物理化学性质,研究采动影响下围岩电性变化规律对预测和防治采场动力灾害具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势国内外研究现状目前国内外学者在采动影响下围岩电性变化方面开展了一定研究,取得了一些成果,但仍存在许多问题亟待解决。发展趋势随着科技的进步和研究的深入,采动影响下围岩电性变化规律的研究将更加注重多学科交叉融合、多尺度观测和数值模拟等方法的综合应用。
研究内容01本研究以煤层采动影响下的围岩电性变化规律为研究对象,通过实验室试验、数值模拟和现场观测等手段,系统研究采动影响下围岩电性参数的变化规律及其与围岩稳定性的关系。研究目的02揭示采动影响下围岩电性参数的变化机理,建立围岩电性参数与稳定性的关系模型,为采场动力灾害的预测和防治提供理论依据和技术支持。研究方法03采用实验室试验、数值模拟和现场观测相结合的方法,综合运用岩石力学、地球物理学、数学等学科的理论和方法,对采动影响下围岩电性变化规律进行深入研究。研究内容、目的和方法
02煤层采动对围岩电性影响理论分析
原始应力场采动应力场应力集中在煤层未受采动影响前,围岩处于原始的应力平衡状态。随着煤层的开采,围岩的应力平衡状态受到破坏,应力重新分布,形成采动应力场。在采动应力场中,围岩的某些区域会出现应力集中现象,导致围岩变形、破裂。煤层采动过程中应力场变化
80%80%100%应力场变化对围岩电性影响机制采动应力作用下,围岩发生破裂,破裂面的出现导致围岩电阻率发生变化。采动过程中,围岩孔隙度发生变化,孔隙度的变化会影响围岩的导电性。采动影响下,围岩含水率发生变化,含水率是影响围岩电性的重要因素之一。围岩破裂与电性变化孔隙度与电性关系含水率与电性关系
电性参数选取实验测定模型建立围岩电性参数与应力关系模型建立通过实验室测定不同应力状态下的围岩电性参数,获取数据支持。基于实验数据,建立围岩电性参数与应力的关系模型,揭示采动影响下围岩电性的变化规律。为了研究围岩电性与应力的关系,需要选取合适的电性参数,如电阻率、极化率等。
03实验设计与数据获取
选择具有代表性的煤矿工作面,考虑煤层厚度、倾角、采深等因素。在采煤工作面前方、后方及两侧不同距离处分别采集围岩样品,同时记录采样点的位置、煤层及围岩的地质特征。实验地点选择与样品采集样品采集实验地点选择
测试仪器采用高密度电法仪进行围岩电性参数测试,包括电阻率、极化率等。测试方法在采煤工作面前方、后方及两侧不同距离处布置测线,通过电极向围岩供入电流并测量电位差,计算得到围岩的电阻率;利用极化电极测量围岩的极化率。围岩电性参数测试方法
对采集的原始数据进行整理、去噪和校正,提高数据质量。数据预处理采用统计分析、数值模拟等方法对处理后的数据进行深入分析,揭示围岩电性参数的变化规律。通过与采煤工作面的位置关系、煤层及围岩的地质特征等因素相结合,探讨煤层采动对围岩电性变化的影响机制。数据分析方法数据处理及分析方法
04煤层采动过程中围岩电性变化规律研究
采动初期在煤层开采的初期,由于采动影响较小,围岩电性参数变化不明显,电阻率和极化率等参数基本保持稳定。采动中期随着采动的进行,围岩受到采动应力的影响逐渐增大,电阻率和极化率等电性参数开始发生变化。电阻率逐渐降低,极化率逐渐升高,表明围岩的破裂程度增加,含水率上升。采动后期在煤层开采的后期,采动影响达到最大,围岩电性参数变化最为显著。电阻率大幅降低,极化率大幅升高,表明围岩破裂严重,含水率大幅增加。不同采动阶段围岩电性参数变化特征
通过建立围岩电性参数与应力关系的理论模型,可以预测不同采动阶段围岩电性参数的变化趋势。理论模型在实验室条件下模拟煤层采动过程,并实时监测围岩电性参数的变化,以验证理论模型的正确性。实验室模拟在煤层开采现场进行长期观测,记录不同采动阶段围岩电性参数的实际变化情况,并与理论模型和实验室模拟结果进行对比分析。现场观测围岩电性参数与应力关系模型验证
电性异常类型在煤层开采过程中,围岩破坏会导致不同类型的电性异常,如电阻率异常、极化率异常等。异常识别方法通过对比分析围岩电性参数的历史数据和实时监测数据,可以识别出不同类型的电性异常。同时,结合地质勘探资料和地球物理勘探结果,可以对异常进行准确定位和解释。异常预警系统建立围岩电性异常预警系统,实时监测围岩电性参数的变化情况,一旦发现异常及时发出预警信号,为采取相应的安全
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