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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
深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统研制与应用
  • 89
  • 作者

    彭守建许庆峰许江程亮周斌杨燕焦峰

  • 单位

    重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点试验室西安科技大学安全科学与工程学院

  • 摘要
    为了深入研究深部地层煤岩体冲击地压及岩爆灾害致灾规律,自主研制了深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统。该系统主要由真三轴荷载加载系统、剪切加载扰动系统、油源与增压器系统、试件制作与输运系统、试验控制与数据采集系统构成。基于该系统开展了300 mm×300 mm×600 mm的粉砂岩及相似材料试验研究。试验结果表明:(1)测试及功能试验证明系统具有良好的准确性和稳定性,能够较高质量的完成真三轴荷载试验,位移及力传感器测试精度良好;同时该系统能完成临空面冲击破坏试验和剪切扰动试验,破坏效果直观显著。(2)巷道破坏现象与红外热成像云图呈现了较为一致的规律,破碎区域能量释放,温度云图颜色加深。整个应力加载阶段整体平均红外辐射温度逐渐增加,进入扰动加载期温度急剧增加。(3)在临近全面破坏时巷道内部裂纹贯通,大量围岩从巷道壁面抛出,声发射计数和能量突增,并且保持在较高水平,声发射累计能量呈指数型增长。电磁辐射能量主要发生在扰动加载阶段的破裂期与全面破坏期,在全面破坏期呈现了明显的能量幅值急剧增加的现象,与声发射能量增幅较为相似,证明了冲击失稳破坏能量的剧烈释放。该系统的研制为解决相关科学问题提供了新途径。
  • 关键词

    冲击地压物理模拟试验系统剪切扰动圆形巷道声发射红外热成像

  • 文章目录
    1 引 言
    2 物理模拟试验系统研制思路与基本构成
    2.1 研制思路及基本构成
    2.2 剪切加载扰动系统
    2.3 油源与增压器系统
    2.4 试件制作与输运系统
    2.5 试验控制与数据采集系统
    3 系统功能测试
    3.1 不同加载条件测试
    3.2 系统应用测试
    4 圆形巷道冲击破坏特征试验研究
    4.1 试验准备
    4.2 破坏特征
    4.3 声发射演化特征
    4.4 电磁辐射演化特征
    5 结 论
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