煤岩破裂研究：加载路径对声-电荷复合信号的影响

"丁鑫，肖晓春，吴迪等人在《不同加载路径煤岩破裂过程声-电荷复合信号特性》的研究中，探讨了在不同加载路径下煤岩的力学行为和破裂过程中的声发射与电荷信号特性，以及如何利用这些信号进行煤体破坏和失稳灾变的预测。" 本文主要研究了在煤炭开采中，煤岩在不同加载条件下的声-电荷复合信号特征，这是通过对煤岩进行力学试验并分析其声发射和电荷信号来实现的。研究人员从能量的角度出发，分析了加载路径如何改变煤岩的力学性能和承载能力。他们还探讨了煤岩表面微电势的产生和衰减机制，这是由于极化现象导致的，该理论分析为理解声发射和电荷信号的产生与变化提供了理论基础。 实验结果显示，煤岩在变形和破坏过程中，声-电荷信号的增减与因结构破坏引起的应力突降有很好的一致性。在加载初期，这两种信号的幅值较低且呈现离散状态，随着加载的增加，信号幅值和密集度显著提升，并逐渐转变为连续型。在峰值前后，声-电高值信号会连续出现。此外，煤岩经历的加载变化次数越多，其强度和峰前应变能越高，相应的振铃计数变化率、能量变化率以及电荷量变化率也会增大。 基于这些发现，研究者提出了一种新的预测方法，即通过分析声-电荷复合信号的幅值和变化率来预测煤体的破坏和稳定性灾难。这种方法对于预防和减少煤炭开采过程中的安全事故具有重要意义，可以提供早期预警，提高矿井安全水平。 这项研究为理解和预测煤岩破裂行为提供了新的视角，同时为煤炭行业的安全监测提供了科学依据和技术支持。通过深入研究声-电荷信号，可以更准确地了解煤岩的内部状态，从而为矿井的安全管理提供更有效的工具。