煤体受载表面电位实验：特征、规律与应用前景

受载煤体表面电位效应的实验研究，由王恩元、李忠辉等人在中国矿业大学安全工程学院、煤炭资源与安全开采国家重点实验室以及煤矿瓦斯治理国家工程研究中心进行，是一项首发的科学研究。该研究利用专门设计的煤体表面电位实验系统，针对煤体在单轴压缩、拉伸和三点弯曲等多种受力条件下的表面电位特性进行了深入探讨。 研究发现，当煤体承受载荷时，会产生明显的表面电位，并且这种电位与载荷之间存在良好的一致性，相关系数高达0.6至0.9，这表明它们之间存在着密切的关联。随着载荷的增加，表面电位信号通常会增强；相反，当载荷减小，电位信号则会减弱。此外，表面电位在煤样表面的分布规律也显示出，它会随着载荷增大和煤样破坏过程发生变化。 这项工作的意义深远，因为它有助于揭示煤体破裂时电磁辐射的产生机制，从而推动煤岩电磁辐射技术的发展和实际应用。通过对煤体表面电位的深入研究，有可能成为评估煤矿现场煤体应力状态和稳定性的一种新型非侵入式探测手段，同时也能用于监测预报煤岩动力灾害，如煤与瓦斯突出和冲击矿压。 该研究的引言部分提到，地球物理方法，特别是声发射法、微震法、电磁辐射法和红外法，已成为预测煤矿动力灾害的重要工具。在过去的几十年里，国际上如澳大利亚、英国、美国等国对岩石声发射进行了大量研究，并将其应用于矿井灾害预警和煤岩体稳定性评估。Frid等人的工作关注了煤的物理状态、受力状态和瓦斯等因素对电磁辐射的影响，通过特定频率的天线测量电磁辐射，以此评估工作面的潜在风险。 整体来看，这项研究不仅提供了关于煤体表面电位的新见解，也为煤炭开采安全管理和灾害预防技术的进步做出了贡献。未来的研究可能会进一步优化检测方法，提高其精度和实用性，以更好地服务于煤矿行业的实际需求。