含瓦斯冲击倾向性煤体加载破坏电荷感应规律
罗浩1
于靖康1
潘一山2
王俊陆1
张寅3
1.辽宁大学信息学院,辽宁沈阳1100362.辽宁大学环境学院,辽宁沈阳110036;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新1230003.辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000
摘要：为探究含瓦斯冲击倾向性煤体加载破坏过程电荷感应规律及机理,应用自主研制的煤岩电荷监测系统,开展了含瓦斯冲击倾向性煤体加载破坏全过程电荷监测试验.试验结果表明:无瓦斯作用下随着煤的冲击倾向性降低,煤体电荷信号峰值降低,累积电荷事件数减少,单位时间电荷事件数降低,电荷信号向煤体峰值强度后转移;瓦斯作用下,随着瓦斯压力升高,煤的冲击倾向性降低,煤体电荷信号峰值降低,累积电荷事件数和单位时间电荷事件数与瓦斯压力无明显线性关系.研究发现瓦斯作用下冲击倾向性煤体电荷信号呈现“矩形波”特征,信号主频在200 Hz以下,随着瓦斯压力升高,主频信号分量幅值逐渐降低.从煤体内部微裂纹滑移分离和瓦斯运移携带颗粒运动产生自由电荷角度,提出了含瓦斯冲击倾向煤体破坏自由电荷产生机理,一方面,煤体裂纹面附近界面势能超过煤岩界面标准接触界面势垒,导致不同属性带电粒子向不同方向移动,解释了应力突变造成裂纹加速扩展导致电荷信号呈现脉冲簇现象;另一方面,煤岩内部孔隙贯通,瓦斯气体因压力差而流动,Stern-Gouy双电层结构产生流动电荷,流动电荷对煤岩破坏电荷信号贡献附加量,解释了含瓦斯冲击倾向性煤体电荷信号似“矩形波”特征.
关键词：含瓦斯煤体冲击倾向性电荷感应裂纹滑移瓦斯运移
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0804208)国家自然科学基金(51704138)辽宁省教育厅科学技术研究项目(LQN201910)
论文发表日期：2020-02-28
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( 684-694 )
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