单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用

单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用

论文摘要

为了完善电荷感应方法用于冲击地压的预测预报,利用自主研制的电荷监测系统开展了室内单轴压缩条件下煤样破裂电荷监测试验。重点分析了煤样的破坏类型、力学特性以及不同破坏类型下电荷时-频域信号规律,并对试验结果进行了工程验证。研究结果表明:煤样变形破坏特征可分为单剪型、共轭剪切型和破碎型;单剪型煤样电荷时域信号仅在峰后破坏初期,应力跌落至97%σc左右时产生,前兆信息难以捕捉,信号具有孤立性,幅值较高,电荷频率分布离散,主频为250 Hz。此特征电荷信号预示着相应工程煤体可能发生局部化破坏,将集聚的能量瞬间释放,冲击危害程度较大;共轭剪切型煤样电荷时域信号在强化损伤后期,应力达到(85%~100%)σc时开始产生,信号具有间隔突发性,主频为150Hz。预示着煤体可能发生分区化破裂,能量间断释放,冲击危害程度次之;破碎型煤样电荷时域信号在强化损伤初期,应力达到(70%~85%)σc时就开始产生,前兆信息易于捕捉,信号具有群发性,幅值较低,主频为0 Hz。预示着煤体可能发生均匀型破碎,能量缓慢释放,冲击危害程度较小。现场监测结果表明,在工作面煤体破碎区和发生煤炮时监测到的电荷信号特征,与试验室煤样发生均匀型破碎和单剪型破裂而产生的电荷信号特征具有高度相似性,验证了试验室结果的可靠性。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王岗,潘一山,肖晓春

关键词: 煤样,破坏特征,电荷感应,冲击地压,预测

来源: 岩土力学 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁大学物理学院

基金: 国家重点研发计划项目(No.2017YFC0804208,No.2016YFC0801403-4),国家自然科学基金面上项目(No.51774164)~~

分类号: TD324

DOI: 10.16285/j.rsm.2018.0067

页码: 1823-1831

总页数: 9

文件大小: 833K

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单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用
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