煤与瓦斯突出的声发射特性研究——含水率影响

"该研究通过大型煤与瓦斯突出物理模拟试验台以及PAC公司的PCI-2声发射测试分析系统，研究了不同含水率下煤与瓦斯突出的声发射特性，揭示了含水率和瓦斯压力对突出过程中声发射事件的影响。" 在煤炭开采过程中，煤与瓦斯突出是一种严重的安全隐患，可能导致严重的人员伤亡和财产损失。声发射技术作为一种无损检测手段，能实时监测煤体内部的微裂纹活动，从而预测突出的可能性。该研究针对这一问题，进行了深入探讨。 首先，研究发现，在保持瓦斯压力不变的情况下，随着煤体含水率的增加，声发射事件的计数率和累计计数呈现下降趋势。这表明含水率的提高可以抑制突出过程中的声发射活动，可能是因为水分的存在增强了煤体的韧性和稳定性，减少了微裂纹的形成和扩展。特别是在低瓦斯压力条件下，声发射对含水率的变化更为敏感，这为预防低压力条件下的突出提供了依据。 其次，当瓦斯压力固定时，声发射事件的能量率和累计能量也会随着含水率的上升而减少。这进一步证实了水分对抑制声发射事件的影响，可能是因为水分的存在减缓了煤体破坏的速度，降低了能量释放的程度。 再者，研究还指出，随着含水率的增加，声发射事件的最大幅值和高幅值事件的计数率均下降，且声发射事件的分布趋势有从高幅值向低幅值区转移的迹象。这表明含水率的增加使得煤体内的应力集中程度降低，减少了高强度的声发射事件，有助于降低突出风险。 最后，如果保持含水率恒定，随着瓦斯压力的升高，高能量、高幅值的声发射事件总数会增加。这反映了在高瓦斯压力下，煤体更容易发生强烈的能量释放，因此需要更加警惕高瓦斯压力条件下的突出风险。 含水率和瓦斯压力对煤与瓦斯突出过程中的声发射特性有着显著影响，这对于预测和防治煤矿突出事故具有重要的理论和实践意义。未来的研究可以进一步探索如何利用这些发现优化煤矿安全措施，比如通过调整工作面的含水环境或加强高瓦斯压力区域的监控，来降低突出的风险。同时，这也为声发射技术在煤矿安全监测中的应用提供了新的思路和依据。