煤巖體聲發(fā)射傳播機理研究.pdf

1、聲發(fā)射預測煤巖動力災害技術是非接觸式預測預報技術發(fā)展的一個趨勢，本論文依托國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目（2005CB221505）、國家自然科學基金重點項目（50534080/E041503）及河南省煤礦瓦斯與火災防治重點實驗室資助項目（HKLGF200508），在對國內(nèi)外聲發(fā)射預測煤巖動力災害工程實踐與技術成果綜合分析的基礎上，綜合運用實驗室力學實驗、理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場實測等研究方法，重點進行了煤巖體聲發(fā)射傳播機理

2、研究及其工程應用：
　　（1）根據(jù)現(xiàn)場煤巖動力災害聲發(fā)射信號的產(chǎn)生機制，假定煤巖體為無限彈性體，提出了球形模型，并且推導了從AE源激發(fā)出的AE應力波的波動方程，分析了AE應力波的傳播衰減特性；根據(jù)用于描述應力波在介質(zhì)中傳播的品質(zhì)因子Q理論，詳細推導了應力波的衰減規(guī)律方程；在Biot固液兩相介質(zhì)的應力波傳播理論基礎上，推導出了含瓦斯煤體兩相介質(zhì)的本構關系和其中聲發(fā)射信號的波動方程，對含瓦斯煤層中的聲發(fā)射信號傳播進行了理論分析；從含瓦

3、斯煤體兩相介質(zhì)中的波動方程可以看出，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；通過數(shù)值模擬及現(xiàn)場考察，得出了煤巖體聲發(fā)射信號的傳播衰減規(guī)律，結論與理論分析相吻合。
　　（2）應用波動動力學相關理論，結合現(xiàn)場實際情況，進行了聲發(fā)射系統(tǒng)中波導器傳播規(guī)律研究，建立了波導器中聲發(fā)射信號傳播力學模型；基于此力學模型，進行了數(shù)值模擬及實驗室研究，結果驗證了理論模型的合理性。
　　（3）通過煤巖體聲發(fā)射傳播規(guī)律