温度影响下的煤体单轴压缩声发射特性研究

"该研究通过MTS-880试验系统和声发射检测技术，分析了不同温度处理的煤体在单轴压缩下的声发射特性，揭示了温度对煤体力学性质的影响。实验发现，随着应力增加，各组煤体的声发射数量增加，但不同温度处理的煤体声发射差异显著，这与温度导致的煤体内部结构变化有关。进一步分析显示，高温使煤体的压密过程延长，弹性模量和抗压强度在140℃时达到最大，而声发射频率的离散性增加，振铃数和能量在80℃达到峰值。这些发现为理解热效应对煤体破坏机制提供了理论支持。" 本文是一篇关于煤炭力学特性的科研论文，主要探讨了温度对煤体在单轴压缩下声发射行为的影响。声发射技术是一种无损检测方法，能实时监测材料内部的微小变形和裂纹扩展，因此在地质、矿业等领域有广泛应用。研究人员将煤样置于不同的温度环境中处理，随后在MTS-880试验系统下进行单轴压缩，同时通过声发射检测系统记录数据。 实验结果显示，随着施加应力的增大，所有煤样的声发射活动均增加，但不同温度处理的煤体表现出不同的声发射模式。这种差异可能源于温度对煤体内部结构的改变，如煤分子间的键合状态、孔隙结构等。此外，研究还发现，随着温度上升，煤体的应力-应变曲线中压密阶段延长，意味着在高温下煤体的压缩过程更为复杂。煤体的弹性模量和抗压强度起初随温度升高而增强，但在140℃时达到最大值，之后开始下降，这提示温度对煤体的力学性能存在一个最优阈值。 在声发射参数方面，随着温度的升高，声发射事件的频率分布变得更为分散，表明煤体内部的断裂过程变得更加复杂。同时，声发射振铃数和能量在80℃时达到最大，这可能是因为在这个温度下煤体内部的应力集中和裂纹形成最为活跃。这些发现对于预测和防止煤炭开采中的岩体失稳、煤火灾害等具有重要的理论指导意义。 这项研究强调了温度对煤体力学特性和声发射特性的影响，为矿井安全管理和地质灾害预防提供了新的认识和理论依据。通过深入理解和模拟这些效应，可以更有效地评估和控制高温环境下的煤体稳定性，从而提高煤矿的安全水平。