煤升温过程中声发射信号变化及产生机制研究
孔彪1
钟建辉1
陆伟2
胡相明1
辛林1
张斌3
张晓龙1
庄则栋1
1.山东科技大学 安全与环境工程学院,山东青岛 2665902.安徽理工大学 安全科学与工程学院,安徽淮南 2320013.滕州市东大矿业有限责任公司,山东滕州 277500
摘要：煤自燃预警存在火灾信息感知难的问题,基于煤岩热损伤破坏产生的声发射信号能够进行温度感知,进而预警煤自燃演化的状态.为研究煤在升温及燃烧过程中声发射信号变化,探究煤自燃过程中不同温度阶段煤释放的声发射信号差异及时域、频域变化,并研究声发射产生机制,可为声发射信号反演煤体温度、监测煤自燃提供理论基础.构建了声发射信号测试系统,选取东滩煤矿的烟煤进行试验,测试煤在升温过程中的声发射信号,分析煤在温度作用下变形破裂演化过程以及煤体成分变化,探讨煤升温过程中的声发射信号产生机制.研究表明:煤在升温过程中,伴随产生声发射信号,煤在升温直至燃烧过程中振铃计数呈阵发性增长,通过线性拟合得到相关系数超过 0.87,表明煤在升温过程中变形破裂的频次呈增大的趋势;随着温度的升高,煤体产生声发射信号振铃计数增长率与声发射平均频率(AF值)在初始升温阶段较低,在快速升温时数值较高;累计损伤参数在煤温超过 80℃时出现拐点,主要损伤模式由快速扩展损伤变为渐进式损伤.通过分析不同温度煤体结构和成分的宏微观变化可知,随着温度升高,煤中的矿物转化速率影响煤体内部主要损伤模式,高矿物转化速率对应煤体内部快速扩展损伤,促使煤体孔裂隙衍生扩展,产生逐渐增大的声发射信号.
关键词：煤自燃声发射特征参数热损伤产生机制
分类号：TD76(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51904172)国家自然科学基金(52374219)山东省自然科学基金面上资助项目(ZR2023ME115)
论文发表日期：2023-12-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 84-91 )
英文信息