• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
受载煤体微电流效应及煤岩动力灾害预警应用展望
  • 47
  • 作者

    王恩元李德行刘晓斐王冬明

  • 单位

    中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室中国矿业大学安全工程学院

  • 摘要
    利用建立的受载煤体微电流测试系统,开展不同加载条件下煤样微电流测试试验,研究揭示煤体受载变形微电流效应,分析煤体受载变形过程微电流响应特征,研究微电流与煤体力学行为间的定量关系,提出微电流法预测煤岩动力灾害的原理,结合现场实践结果,对微电流技术的应用前景进行展望。结果表明,煤体受载变形能够产生微电流,微电流变化与应力变化具有较好的一致性,微电流大小与煤体力学行为(应力、应变、应变率等)紧密相关,在压密阶段和塑性变形阶段,微电流随应变率增加而增加,在弹性变形阶段随应力和应变线性增加;煤体在扰动载荷下能够产生大小随应力周期性变化的电流,即脉动直流电,其变化与应力变化一致。微电流对煤体破坏具有较好的前兆响应,微电流在加速增加过程(塑性变形阶段)中的异常波动可作为煤体渐进性破坏的前兆特征,微电流在衰减过程中的脉冲式波动可作为煤体蠕变破坏的前兆特征。煤体受载微电流效应及现场应力梯度的存在,是矿井微电流测试的重要基础;微电流与煤体力学行为间的紧密相关性,是利用微电流技术观测煤岩体应力的重要前提;微电流对煤体破坏具有明显的前兆响应,是利用微电流技术预测预报煤岩动力灾害的重要保障。微电流技术具有响应灵敏度高、前兆信息明显和抗干扰能力强的优点,在煤岩体应力观测及煤岩动力灾害预警中具有很好的应用前景。未来需进一步开展受载煤岩微电流基础理论及应用技术方面的研究,为发展煤岩动力灾害精准时空监测预警的微电流法提供支撑。
  • 关键词

    受载煤体微电流力学行为前兆响应监测预警

  • 文章目录
    1 试验设备及方案
    1.1 试验系统及设备
    1.2 试样制备
    1.3 试验步骤及方案
    2 结果分析
    2.1 微电流基本响应规律
    2.1.1 压密阶段
    2.1.2 弹性变形阶段
    2.1.3 塑性变形阶段
    2.2 动静载叠加微电流响应特征
    2.3 基于微电流响应的煤体破坏前兆特征
    3 微电流技术及应用展望
    3.1 微电流法预测煤岩动力灾害原理
    3.2 微电流法应用实践与探索
    3.3 微电流法应用前景展望
    4 结论
相关问题

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