煤系岩样单轴压缩电位特性及监测应用

"煤系岩样单轴压缩表面电位实验研究" 本文主要探讨了煤系岩样在单轴压缩条件下的表面电位特性及其与力学行为的相关性，这对于理解和预测矿山岩体稳定性具有重要意义。实验结果显示，当煤系岩样受到单轴压缩时，其表面会出现电位变化，这种变化与加载过程中的应力状态紧密相关。特别是在载荷发生突变的阶段，表面电位也会相应地出现突变，显示出两者之间明显的同步性和高度相关性。 表面电位的产生主要由两方面的原因解释：一是由于岩石内部的应力集中导致电子发射，这些电子在裂纹扩展的过程中引起电荷分离，进而形成自由电荷在岩石表面的积聚，从而产生表面电位。二是由于煤系岩样中可能含有的石英等压电材料，在受压时会产生压电效应，这也对电位变化有显著影响。压电效应是指某些晶体在受力作用下会产生电荷，反之，施加电场也会导致其形状变化，这种现象在岩石力学中是重要的物理过程。 通过监测表面电位的变化，可以实时了解煤系岩样在单轴压缩下的内部结构变化和破坏过程。这种非侵入性的监测方法为评估岩体稳定性提供了一种新的途径，特别是在预防矿山动力灾害，如岩爆、煤与瓦斯突出等事故中，表面电位的监测技术有望成为一种有效的预警手段。 此外，实验研究还强调了表面电位变化与岩体破坏的关系，表明这种关系可以作为岩体损伤和破坏程度的间接指标。因此，未来的研究可以进一步深入探究这种关系的具体量化模型，以便更准确地预测和控制矿井岩体的动力灾害。 "煤系岩样单轴压缩表面电位实验研究"揭示了表面电位在地质力学中的潜在应用价值，为矿井安全监测提供了新的理论依据和技术支持。通过深入理解这种现象，可以促进矿产资源开采过程中的安全性，减少因岩体不稳定造成的经济损失和人员伤亡。