煤岩破裂与应力关系：红外辐射实验研究

"煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验" 本文主要探讨了煤岩在受力破裂过程中，应力变化如何影响红外辐射，并提出了一个新的评估指标——煤样表面红外辐射方差突变系数，用于监测煤岩破裂的动态过程。煤岩破裂是导致矿山突水、煤柱失稳等灾害的主要原因，因此对这一过程的精确监测至关重要，有助于实现安全的矿山开采和岩层控制。 实验采用了50 mm × 50 mm × 50 mm 和50 mm × 50 mm × 100 mm两种尺寸的煤样进行单轴加载的红外辐射观测。研究结果显示，应力对这两种尺寸煤样的红外辐射都有显著的控制作用，控制效应比例分别为约93%和85%，这表明应力变化与红外辐射的变化之间存在明显的关联。 煤样表面红外辐射方差突变系数被发现平均值可以达到煤样应力调整系数的两个数量级，这意味着这一指标具有很高的敏感性，能有效捕捉到煤岩内部裂隙发育和破裂状态的实时变化。这种特性使得红外辐射监测成为一种潜在的非侵入式监测方法，可用于实时监控煤岩体的结构完整性。 此外，研究还揭示了应力对红外辐射控制效应的时间滞后性。50 mm × 50 mm × 50 mm煤样的红外辐射方差突变平均滞后于应力调整约2.7秒，而50 mm × 50 mm × 100 mm煤样的滞后时间为约2.9秒。这种滞后现象对于理解和预测煤岩破裂的动态过程具有重要意义，可以帮助制定更精确的预警系统。 通过分析煤岩在受力破裂过程中的红外辐射变化，可以揭示应力分布与煤岩结构稳定性之间的关系。利用红外辐射方差突变系数，可以提供一种新的监测手段，对矿山安全进行实时评估，预防可能的灾害发生。这项研究为矿产资源的可持续开采和灾害防控提供了理论依据和技术支持。