【摘 要】
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煤矿冲击地压是煤矿灾害之一,煤岩体冲击倾向性指数是煤岩体的自然属性,利用RMT-150B伺服试验机对赵固二1煤样进行冲击倾向性指数测试,在加载过程同步进行声发射信号检测,分析煤样冲击倾向性指数、关联性及声发射特征.试验结果表明:在煤样受载变形破坏过程中始终伴随着声发射事件,当载荷接近煤样峰值强度时宏观裂隙逐步形成,声发射活动异常活跃,声发射幅值、计数和能量均达到最大值,且超前于峰值强度3～17 s,声发射计数和能量累计曲线出现突变现象,可以作为判定煤样临近破坏前兆信息,与峰值前相比峰值后的声发射幅值、计数
【机 构】
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中国科学院信息工程研究所,北京100093;中国科学院大学网络空间安全学院,北京100049;河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454010;深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221
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煤矿冲击地压是煤矿灾害之一,煤岩体冲击倾向性指数是煤岩体的自然属性,利用RMT-150B伺服试验机对赵固二1煤样进行冲击倾向性指数测试,在加载过程同步进行声发射信号检测,分析煤样冲击倾向性指数、关联性及声发射特征.试验结果表明:在煤样受载变形破坏过程中始终伴随着声发射事件,当载荷接近煤样峰值强度时宏观裂隙逐步形成,声发射活动异常活跃,声发射幅值、计数和能量均达到最大值,且超前于峰值强度3～17 s,声发射计数和能量累计曲线出现突变现象,可以作为判定煤样临近破坏前兆信息,与峰值前相比峰值后的声发射幅值、计数、能量有所降低.煤样抗压强度与弹性模量、峰值前积蓄能量呈正相关性,与冲击能指数、动态破坏时间呈负相关,可以采用线性拟合来表征单轴抗压强度与弹性模量、峰值前积蓄能量的特征.煤样抗压强度越高、弹性模量越大,积蓄弹性能越高,发生冲击地压的危险强度也就越大.对于煤层进行弹性能指数鉴定时,采用声发射同步检测煤样损伤演化过程,依据声发射突变信号作为卸载点更有利确定样弹性能指数.赵固二1煤样单轴抗压强度为53.0 MPa,弹性模量为4.21 GPa,冲击能量指数5.45,动态破坏时间为708 ms,弹性能指数为16.44,综合评定二1煤为(Ⅲ类)强冲击类型煤层.
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