煤岩体劣化声发射损伤效应的数值模拟与应用

本文主要探讨了采动条件下煤岩体劣化过程中的声发射损伤效应，通过数值模拟方法进行深入研究。研究者利用真实破裂过程分析RFPA2D系统，模拟了在不同载荷下煤岩试样的声发射行为。实验结果显示，随着加载的进行，煤岩体中的声发射事件逐渐增加，反映了煤岩体内部结构的变化。初期，加载过程中会出现初始裂纹并逐渐扩展，这期间声发射活动增强，显示出煤岩体劣化的早期征兆。当煤岩体进入主破坏阶段，即煤体发生明显破裂时，声发射频度急剧上升，同时伴随载荷的突然下降，这是破裂带形成的标志。 主破坏发生后，由于残余应力的作用，煤岩体的声发射活动显著降低，声发射总频次曲线趋于平稳，基本与载荷曲线平行，说明此时煤岩体已经遭受了较大程度的损伤。这些发现对于利用声发射特性实时监测煤岩体的破坏过程具有重要意义，有助于提高煤与瓦斯突出的动力灾害预测预报的准确性，从而为保障煤矿安全，减少灾害风险提供了重要的理论依据。 该研究不仅关注了煤与瓦斯突出的本质——煤岩体破裂，还深入剖析了声发射在这一过程中所起的关键作用，为煤炭行业的安全管理提供了科学的技术支持。通过数值模拟，科研人员能够更精确地理解和预测煤炭开采过程中的潜在风险，从而制定出更为有效的防突措施和灾害应对策略。因此，这项工作对于提升我国煤炭行业的技术水平和安全管理水平具有深远的影响。