煤岩膨胀破裂微震信号分析：特征与频谱研究

"煤岩膨胀破裂过程微震信号特征研究，杨博，王恩元，许福乐，刘大庆。该研究通过设计煤岩试样膨胀破坏实验，监测微震动信号，分析裂纹发展规律和微震信号之间的关系，以及信号的频谱特征。" 在煤炭开采过程中，煤岩动力灾害是一个重要的安全问题，其中煤岩的膨胀破裂是导致矿井动力灾害的主要原因之一。这篇由杨博、王恩元等人进行的研究深入探讨了煤岩在膨胀破裂过程中的微震信号特征，这些特征对于早期预测和预防矿井动力灾害具有重要意义。 微震（Microseismic）是指在地质结构中由于应力释放或能量转换而产生的低能量地震活动，通常发生在岩石的微小破裂过程中。在煤岩膨胀破裂实验中，研究人员通过精密的监测设备记录了煤岩试样在膨胀破坏过程中的微震信号。这些信号反映了煤岩内部应力状态的变化和裂纹扩展的动态过程。 研究发现，煤岩膨胀破坏过程中产生的微震信号与裂纹生成和扩展之间存在密切的关系。通过对煤岩试样的观测，可以了解到裂纹发展的规律，这些规律与微震信号的强度、频率和脉冲数等参数密切相关。微震信号的脉冲数被发现在煤岩体应变能释放时具有对应关系，这表明微震活动的频繁程度与煤岩破坏的能量释放直接相关。 此外，研究还关注了微震信号的频谱特性。频谱分析是识别微震信号来源和性质的重要工具。在主裂纹出现前后的不同阶段，微震信号的主频带呈现出不同的变化情况，这揭示了裂纹形成和扩展的动力学过程。当主裂纹开始非稳定扩展时，微震信号的振幅强度显著增加，这可能是由于能量集中释放导致的。 总结来说，这项研究揭示了煤岩膨胀破裂过程中微震信号的特征，包括它们与裂纹生成和扩展的关联、信号的频谱变化以及与煤岩体应变能的对应关系。这些发现为理解和预测煤岩动力灾害提供了新的视角，对于提升矿井安全和防灾减灾策略具有实际应用价值。通过持续监测微震信号，未来有可能实现对矿井中潜在危险的实时预警，从而有效防止因煤岩膨胀破裂引发的事故。