赵固二1煤样冲击倾向性与声发射特征的试验研究

作者

冯志杰苏发强苏承东郭健卿
单位

中国科学院信息工程研究所中国科学院大学网络空间安全学院河南理工大学能源科学与工程学院深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
摘要

煤矿冲击地压是煤矿灾害之一,煤岩体冲击倾向性指数是煤岩体的自然属性,利用RMT-150B伺服试验机对赵固二1煤样进行冲击倾向性指数测试,在加载过程同步进行声发射信号检测,分析煤样冲击倾向性指数、关联性及声发射特征。试验结果表明:在煤样受载变形破坏过程中始终伴随着声发射事件,当载荷接近煤样峰值强度时宏观裂隙逐步形成,声发射活动异常活跃,声发射幅值、计数和能量均达到最大值,且超前于峰值强度3～17 s,声发射计数和能量累计曲线出现突变现象,可以作为判定煤样临近破坏前兆信息,与峰值前相比峰值后的声发射幅值、计数、能量有所降低。煤样抗压强度与弹性模量、峰值前积蓄能量呈正相关性,与冲击能指数、动态破坏时间呈负相关,可以采用线性拟合来表征单轴抗压强度与弹性模量、峰值前积蓄能量的特征。煤样抗压强度越高、弹性模量越大,积蓄弹性能越高,发生冲击地压的危险强度也就越大。对于煤层进行弹性能指数鉴定时,采用声发射同步检测煤样损伤演化过程,依据声发射突变信号作为卸载点更有利确定样弹性能指数。赵固二1煤样单轴抗压强度为53.0 MPa,弹性模量为4.21 GPa,冲击能量指数5.45,动态破坏时间为708 ms,弹性能指数为16.44,综合评定二1煤为（Ⅲ类）强冲击类型煤层。
关键词

冲击地压煤样单轴压缩冲击倾向性指数声发射特征
基金项目(Foundation)

深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目（SKLGDUEK2004）；西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室开放基金项目（SKLCRKF1902）；河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室开放基金项目（KCF201801）；
文章目录

1 工程概况
2 煤样特征及试验方法
2.1 试样特征
2.2 试验设备
2.3 试验方法
3 试验结果与分析
3.1 煤样冲击能量指数与声发射特征
3.2 动态破坏时间
3.3 弹性能量指数
3.4 煤样力学参数的关联性
4 结论
引用格式

冯志杰,苏发强,苏承东,郭健卿.赵固二_1煤样冲击倾向性与声发射特征的试验研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(01):25-35.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2020.0384.
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