煤体变形破坏声发射特征研究
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更新于2024-09-04
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"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。
2021-07-07 上传
2020-05-09 上传
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2020-06-15 上传
2021-05-11 上传
2020-05-06 上传
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