微波弱化煤体微结构损伤特征及能量释放规律分析
马学舟1
温颖远2
曹安业2
郭文豪1
周雅静1
曹晓杰1
刘健男1
杨晋州3
1.新疆大学地质与矿业工程学院,新疆 乌鲁木齐 8300002.新疆大学地质与矿业工程学院,新疆 乌鲁木齐 830000;中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 2211163.玛纳斯县天欣煤业有限公司,新疆 昌吉 832200
摘要：微波辐照技术作为冲击地压防治的新方法被提出,可有效降低煤体物理力学性质.为探究微波辐照对煤体的微结构损伤弱化作用,通过煤样核磁共振、力学试验和声发射监测,评价了孔隙增长对煤样的损伤程度,明确了煤样的能量损伤量与孔隙损伤量呈正比,揭示了煤样的耗散应变能和积聚应变能随孔隙率增加分别上升和下降,提出了微波辐照可促进煤样孔隙发育以降低其冲击破坏的危险性.研究表明:①微波辐照促进煤样小孔和中孔扩展发育后,大孔数量占比增长至 8.00%,煤样孔隙率由 1.63%增长至 3.00%,能量损伤量由 0.089增长至 0.106,煤样孔隙损伤增量占比煤样能量损伤增量 88.24%,阐明了微波辐照煤体的损伤弱化作用受孔隙率增长的影响;②微波后煤样的声发射信号在应力应变曲线上整体前移,峰前的振铃计数由 0.48次/s增长至 0.58次/s,累计声发射振铃计数增加了 105.77%,煤样在裂隙压密阶段和弹性阶段提前发生了破坏;③微波辐照后煤样的声发射能量在裂隙压密阶段、弹性阶段和非稳定破裂发展阶段分别提高 60.29%、24.53%和 33.79%,而微裂隙稳定破裂发展阶段声发射能量降低 38.17%,应力-应变曲线峰前段整体声发射能量大幅增加;④微波辐照后煤样峰前整体积聚的应变能降低 67.7%,声发射能量映射的孔隙耗散应变能增长了19.68%,因此煤样受载破坏时释放的残余应变能显著降低,降低了其发生冲击破坏的危险性.
关键词：微波辐照冲击地压损伤量声发射能量释放
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52274098)新疆维族自治区重点研发任务专项资助项目(2022B01034)
论文发表日期：2025-04-30
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：11( 233-243 )
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