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不同应力速率下含水煤岩声发射信号特性

发布时间:2020-08-27 18:52 阅读次数:

不同应力速率下含水煤岩声发射信号特性

童敏明,胡俊立,唐守锋,戴新联

(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州      221116) 

摘   要:对不同应力速率下含水煤岩声发射频谱特性进行了实验和分析。结果表明,在煤岩的受载变形破裂过程中声发射是阵发性的,其声发射的频率特性较为单一。煤岩含水量的不同,对其声发射特性有一定影响。具体表现为对声发射强度的影。含水量较大的煤岩较之含水量小的在声发射强度上略低。应力速率大  时,声发射主要集中在煤岩破裂前的一段时间内;应力速率小时,煤岩破裂前的声发射较应力速率大时变 少。在应力速率提高后,声发射在频次和幅度上有很明显的增加。 

关键词:煤岩;声发射技术;频谱特性;应力速率

中图分类号:TD74 文献标识码:A 

Study of Acoustic Emission Signal Characteristic of Water-Containing Coal and Rock Under Different Stress Rates
TONG Min-ruing,HU Jun-li,TANG Shou-feng,DAI Xin-lian
(School of Information and Electrical Engineering.China University of Mining&Technology.Xuzhou。Jiangsu 221116.China) 

 

Abstract:This paper analyzes acoustic emission spectrum of water-containing coal and rock under different stress rates through the experiment.The result shows that the acoustic emission of such coal and rock is paroxysmal in the process of deformation and fracture and its acoustic emission is simple.Different water content of coal and rock are different in acoustic emission characteristic.mainly in the effect on acoustic emission intensity.The more water the coal and rock contain.the lower acoustic emission intensity it will have.When the stress rate is high,acoustic emission mainly takes place before the coal and rock become ruptured;when the stressrate is low,acoustic emission became less than before;while the stress rate is high,acoustic emission increases significantly in frequency and intensity. 

Key words:coal and rock;acoustic emission technology;spectrum properties;stress rate 

煤层底板突水一直是威胁矿井安全生产的重大问题.在煤矿开采过程中,煤层底板突水、淹井事故时有发生,严重影响煤矿的正常生产。特别是近些年来,矿井开采深度已达千米,这样矿井突水问题就显得更加突出[1]。研究表明,煤层底板突水的主要影响因素为煤层底板含水情况,水压以及底板隔水层厚度等等。目前对于矿井突水现象的预测已经有了初步的研究,比如利用神经网络对矿井突水进行预测[2]。但目前其预测的可靠程度与生产实际还有较大的差距。

声发射技术是近年来出现的一种新的预测方法。对于声发射技术的研究有着非常广阔的应用前景:如煤与瓦斯突出、围岩变形、滑坡、地震及岩石混凝土建筑失稳等[3]。利用声发射技术预测煤层底板突水,与现行的预测方法相比,可克服人工、煤岩体分布不均匀及受力状态不稳定的影响,实现连续动态监测预报[4]。

利用声发射技术预测煤层底板突水的关键在于了解不同应力速率下含水煤岩在压力作用下的声发射频谱特征规律,并且从中分析得出能够准确反应煤层底板突水过程中的危险程度的本质特征。

本文研究的目的在于确定不同应力速率下含水煤岩声发射的频谱特征规律和变化趋势,为预测煤岩灾害现象提供准确的依据。

 

不同应力速率下含水煤岩声发射信号特性全文


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