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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
微波弱化煤体微结构损伤特征及能量释放规律分析
  • 40
  • 作者

    马学舟温颖远曹安业郭文豪周雅静曹晓杰刘健男杨晋州

  • 单位

    新疆大学地质与矿业工程学院中国矿业大学矿业工程学院玛纳斯县天欣煤业有限公司

  • 摘要
    微波辐照技术作为冲击地压防治的新方法被提出,可有效降低煤体物理力学性质。为探究微波辐照对煤体的损伤弱化作用,通过煤样核磁共振、力学试验和声发射监测,评价了孔隙增长对煤样的损伤程度,明确了煤样的能量损伤量与孔隙损伤量呈正比,揭示了煤样的耗散应变能和积聚应变能随孔隙度增加分别上升和下降,提出了微波辐照可促进煤样孔隙发育以降低其冲击破坏的危险性。研究表明:(1)微波辐照促进煤样小孔和中孔扩展发育后,大孔数量占比增长至8.00%,煤样孔隙度由1.63%增长至3.00%,能量损伤量由0.089增长至0.106,煤样孔隙损伤增量占比煤样能量损伤增量88.24%,阐明了微波辐照煤体的损伤弱化作用受孔隙度增长的影响;(2)微波后煤样的声发射信号在应力应变曲线上整体前移,峰前的振铃计数由0.48次/秒增长至0.58次/秒,累计声发射振铃计数增加了105.77%,煤样在裂隙压密阶段和弹性阶段提前发生了破坏;(3)微波辐照后煤样的声发射能量在裂隙压密阶段、弹性阶段和非稳定破裂发展阶段分别提高60.29%、24.53%和33.79%,而微裂隙稳定破裂发展阶段声发射能量降低38.17%,应力-应变曲线峰前段整体声发射能量大幅增加;(4)微波辐照后煤样峰前整体积聚的应变能降低67.7%,声发射能量映射的孔隙耗散应变能增长了19.68%,因此煤样受载破坏时释放的残余应变能显著降低,降低了其发生冲击破坏的危险性。
  • 关键词

    微波辐照冲击地压损伤量声发射能量释放

  • 文章目录
    0 引言
    1 试验方法
    1.1 煤样制备
    1.2 试验方案
    1.2.1 实验设备
    1.2.2 实验步骤
    1.3 核磁共振原理
    1.4 微波辐照原理
    2 试验结果与分析
    2.1 微波辐照前后孔隙率变化特征
    2图谱分析'>2.1.1 T2图谱分析
    2.1.2 孔隙损伤分析
    2.2 煤样损伤量分析
    2.3 损伤量对能量特征的影响
    2.3.1 声发射振铃计数及能量特征
    2.3.2 微波弱化煤体应变能特征
    3 结论
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