冲击煤样单轴压缩声发射：破坏前兆与失稳标志

本研究论文聚焦于"冲击煤样单轴压缩的声发射特征研究"，主要目标是探讨冲击煤样在单轴压缩过程中的破坏行为及其声发射特性。冲击煤样，通常指的是在采矿过程中，由于地下应力作用而可能出现的不稳定或破裂的煤炭样本，其性质对矿井安全至关重要。 作者宋晓艳和李忠辉通过采用煤岩声发射实验系统，对冲击煤样进行了一系列单轴压缩实验。这种实验方法可以捕捉到煤样内部的微小裂纹扩展和断裂等动态过程，因为声发射现象往往伴随着材料的损伤和断裂。 研究结果显示，声发射活动与加载条件以及煤样的变形破坏有密切关联。当冲击煤样承受的压力逐渐增大，其声发射活动也随之增加，显示出清晰的规律性。值得注意的是，声发射信号通常在煤样达到最大载荷并经历完全失稳破坏时密集出现，形成了所谓的"群震"特征。这个阶段的声发射信号强烈，但随后在峰值之后，几乎不再有信号产生，表明破坏过程在此时基本结束。 论文的关键发现是，临近应力峰值时，声发射的变异系数会出现显著增长，并且这一变化的斜率较大，这被认为是煤样即将发生失稳破坏的预兆。变异系数的急剧变化反映了煤样内部结构的快速变化，是衡量材料稳定性的重要参数。 这项研究不仅提供了关于冲击煤样单轴压缩下声发射行为的新见解，也为预测和防止煤矿安全事故提供了潜在的监测指标。它对于改进煤层开采工艺、增强煤层稳定性控制以及提升矿井安全管理水平具有实际意义。通过声发射技术的深入研究，我们可以更早地识别出煤样的薄弱环节，从而采取预防措施，减少灾害风险。