受压岩石电阻率变化揭示煤矿采空区覆岩损伤演化规律

本文主要探讨了受压岩石的电阻率变化特征与煤矿采空区覆岩损伤演化的关联。在煤矿开采过程中，准确评估采空区覆岩的损伤状态对于维持采空区场地的稳定性具有重要意义。高密度电法作为一种有效的地质探测技术，被用于测量受压岩石的电阻率，从而间接反映覆岩的损伤程度。 首先，作者通过研究孔隙率与电阻率、体积应变之间的关系，推导出了岩石电阻率与体积应变之间的数学表达式。这个理论基础为利用电阻率来监测岩体的损伤提供了科学依据。然后，他们借助RFPA软件对承载岩石的电阻率特性进行了验证，确保了这种方法的适用性和可靠性。 接下来，作者采用类比法构建了一种基于电阻率的损伤指标，引入了电阻率比例系数作为量化覆岩损伤程度的关键参数。通过这种方法，不同区域的覆岩损伤可以通过电阻率的变化量来直观地表示出来，尤其是在确定覆岩的三个特征区域，即采空区、采空区临近区域以及其它未受显著损伤的区域。 研究结果显示，受压岩石的电阻率在初期因孔隙压缩而降低，随后随着裂隙的扩展，电阻率逐渐上升。具体来说，在采空区，电阻率系数通常大于1.6，显示出明显的损伤迹象；采空区附近的区域，电阻率系数在1.2到1.6之间，代表轻度至中度的损伤；而远离采空区的区域，电阻率系数小于1.2，表示损伤程度较轻或者未受影响。 这些发现为煤矿开采中制定合理的采空区管理策略提供了重要的理论支持，有助于预测和控制采空区的稳定性风险，保障矿井安全运营。同时，这项研究也为其他岩体损伤评估领域的科研人员提供了新的思路和技术手段。这篇论文深入探讨了电阻率与岩体损伤之间的内在联系，是煤炭开采工程领域的重要研究成果。