煤体破裂瞬变电荷特性及单轴压缩应力关系研究

"单轴压缩下原煤表面瞬变电荷变化规律试验研究" 本文主要探讨了在单轴压缩条件下原煤试样表面瞬变电荷的现象、变化规律及其与应力之间的关系，旨在深入理解煤岩动力灾害的预测预警。通过对原煤进行单轴压缩试验，研究人员观察到在煤体破裂过程中，其表面会产生瞬变电荷，这是一种短暂的、脉冲式的电信号。这种电荷变化表现出正负电荷交替的特点，并且与试样所承受的应力有着良好的对应关系。 实验结果显示，在原煤试样的主破裂过程中，瞬变电荷的最大值会出现在应力峰值之前，当应力突然下降时，电荷变化显著加剧。这表明瞬变电荷的变化可作为煤体破坏过程的早期指示器。在破坏的前期，煤体内部的摩擦作用是导致电荷变化的主要因素；而在破坏的中后期，随着大量裂纹的形成、扩展并最终融合贯通，电荷变化显著增加。 对煤体表面瞬变电荷的监测对于预测煤岩动力灾害具有重要的实际意义。通过了解这些电荷变化规律，可以更准确地反映煤体在受载下的破坏情况，从而为矿井的动力灾害预警提供科学依据。因此，这项研究不仅深化了我们对煤体破坏机理的理解，也为未来的煤矿安全监测技术提供了新的研究方向。 关键词：煤岩动力灾害，单轴压缩，瞬变电荷，裂纹扩展 本文的研究工作对煤炭行业的安全开采具有深远影响，通过对瞬变电荷的监测，可以提前预知煤体的不稳定状态，减少因煤岩动力灾害（如冲击地压、煤与瓦斯突出等）带来的风险，保障矿工的生命安全，同时也有助于提高矿产资源开采的效率和可持续性。未来，进一步的研究可能涉及如何将这种瞬变电荷监测技术转化为实际应用，以及如何与其他监测手段结合，以提升矿山灾害预防的整体水平。