煤体变形破坏声发射特征研究

"突出煤体受载变形破坏声发射行为演化特征" 本文主要研究了突出煤体在单轴载荷下的声发射行为，以探讨其变形破坏的特征和前兆信息。试验采用的是TAW-2000三轴伺服试验机和Vallen AMSY-6声发射信号采集系统，对寺家庄煤矿15号煤的不同状态进行测试，包括碎裂煤原煤单体试件、糜棱煤型煤单体试件以及原煤-型煤组合试件。 原煤试件在受载过程中表现出弹塑性材料的特性，其破坏主要由弱面剪切引起。在弹塑性阶段，试件会出现“应力跌落”和“应力回升”的现象，这可以视为失稳破坏的前兆。同时，振铃计数达到峰值，累计能量曲线呈现出明显的“台阶式”上升，这些特征都为预测原煤的破坏提供了重要的声发射信号。 型煤试件则表现出理想的塑性材料特性，其破坏方式主要是剪切粉化。在破坏前，声发射活动保持在一个相对稳定且较低的水平，累计能量的增幅不大，因此型煤试件的失稳破坏前兆信息并不显著。 对于原煤-型煤组合试件，其应力-应变曲线综合了原煤和型煤的特性，峰值应力位于单体原煤和型煤试件之间。尽管失稳破坏的声发射前兆信息与原煤单体试件相似，但由于型煤的影响，高幅值振铃数和事件数明显减少，累计能量曲线呈“缓台阶式”上升，这表明型煤的存在改变了原煤的声发射特征。 这些研究结果对于理解煤与瓦斯突出的机理，尤其是通过声发射技术监测预警突出煤体的破坏行为具有重要意义。声发射技术能够实时监测煤体内部的微结构变化，为煤矿安全提供重要的数据支持。通过分析声发射信号的变化，可以提前识别煤体的稳定性，从而采取相应的预防措施，降低煤与瓦斯突出事故的风险。 关键词：煤与瓦斯突出；突出煤体；声发射；前兆信息；监测预警 该研究的贡献在于深化了对突出煤体声发射行为的理解，为实际矿井中的安全监测提供了理论依据和技术参考。未来的研究可以进一步探索不同地质条件、煤种和应力状态下声发射特征的变化，以提高预测和防范煤与瓦斯突出事故的准确性。