冲击倾向性煤样破坏过程中的声发射特征研究

来源 :煤炭科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangyuli
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随着矿井开采规模和深度的逐年增加,冲击地压等煤岩动力灾害日趋严重。冲击地压等煤岩动力灾害的发生伴随着弹性能、声能等多种能量信号的释放,其中声发射信号包含了煤岩破坏的丰富信息,因此,研究冲击倾向性煤破坏过程中声发射信号的特征有助于进一步认识冲击倾向性煤样的破坏机制,对冲击地压的预测预报研究具有重要的理论价值。  本文采用PCI-2声发射测试系统,研究了单轴压缩条件下不同冲击倾向性煤样破坏过程中的声发射特性参数及信号波形特征,研究表明,强冲击倾向性煤样在整个加载过程及破坏瞬间释放的能量要明显高于弱和无冲击倾向性煤样。  通过对声发射幅值参数、能量计数率、频率变化及声发射b值的动态特征等研究发现声发射信号强度与煤样的冲击倾向性呈正相关关系,能量计数可以作为评价冲击倾向性的新指标。  通过综合分析,研究了不同冲击倾向性煤样发生失稳破坏的前兆信息,研究发现,频率成分趋于复杂及能量计数率的突增—平静—突增现象是三类煤样破坏共同存在的前兆信息,强、弱和无冲击倾向性煤样能量计数率的前兆判据分别发生在峰值应力的90%、75%和50%左右;而声发射b值的明显下降是冲击倾向性煤样破坏的前兆信息。  基于声发射三维空间定位软件,研究了不同冲击倾向性煤样破坏过程中声发射事件的时空分布特征,研究表明,声发射事件的时空分布特征从一定程度上反映了试件内部微破裂的萌生和发展过程,其分布位置蕴含了宏观破裂发展的趋势并预示着最终的破坏位置。
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