煤岩变形破裂实验：单轴压力下的表面电位研究

“单轴压力下煤样表面电位实验”主要探讨了在煤岩受到单轴压力作用时，其表面电位变化的特征规律。实验建立了一种煤岩变形破裂过程中的表面电位测试系统，对原煤、型煤和混凝土试样进行了深入研究。 在煤岩变形破裂过程中，实验发现所有试样都能产生表面电位，而且这种电位在整个变形破裂阶段都持续存在。这表明表面电位变化与煤岩内部的力学行为紧密相关。当施加的压力逐渐增大，导致煤岩变形和最终破裂时，表面电位会相应地发生变化。具体来说，表面电位和加载的载荷呈现出一致的趋势，即载荷增加，表面电位也上升。 特别地，在载荷突变的时刻，例如煤岩发生快速破裂或卸载时，表面电位信号同样表现出显著的突变。这种突变幅度与载荷的突变幅度成正比，这为理解煤岩破坏机制提供了重要的物理信号。通过分析这些电位变化，可以预测和监测煤岩的稳定性，对于预防矿山事故和提高开采安全性具有重要意义。 实验还涵盖了不同类型的试样，包括原煤、型煤和混凝土，这有助于揭示不同材料在受压状态下的电位特性差异。原煤作为天然矿物，其电位响应可能反映其内部结构和微裂隙的状态；而型煤是经过加工的煤，其电位变化可能涉及到工艺过程中的物理化学反应；混凝土作为人造材料，其电位特征则可能更多地受到材料组成和构造的影响。 该研究的成果不仅适用于煤炭行业，对于其他涉及岩石力学和地质灾害预测的领域，如隧道工程、地质勘探等，也有着广泛的应用价值。通过进一步的理论分析和模型建立，表面电位测试技术有可能成为一种非侵入式的监测手段，实时评估地下结构的稳定性，提前预警潜在的地质风险。 关键词：表面电位、变形破裂、载荷突变、卸载 这篇论文是国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高科技发展计划（863计划）、“十一五”国家科技支撑计划以及中国矿业大学相关基金资助的研究成果，体现了我国在矿产资源安全开采领域的科研投入和技术进步。作者李艳娜等人对实验数据进行了深入解析，为理解和预测煤岩在压力下的行为提供了新的视角。