冲击动载激发应力波的能量特性及其对煤体的损伤特征分析
王泽祺1
马衍坤1
陈魁奎2
李波3
程钊1
1.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽淮南 2320012.大同大学煤炭工程学院,山西大同 0370033.河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454000
摘要：明晰冲击动载激发的应力波对煤体的损伤特征,对无水化增透煤体技术的发展具有一定的推动作用.为研究冲击动载激发应力波的时频与能量特性,以及对低渗煤体的能量损伤特征,以山西五阳煤矿的低渗煤体为研究对象,开展不同冲击速率影响下的动态冲击试验,结合应力波监测设备,获得了应力波作用煤体前后的源数据.在此基础上,结合自适应最优核时频分析技术,采用MATLAB数值分析软件,优化分析了损伤煤体前后应力波的能量特性,明确了三向波对煤体的损伤机制.结果表明:不同冲击速率激发应力波的三向波随着冲击速率的增加,各频带的能量呈现出一致的不断增加的演化趋势,说明应力波各频带蕴藏的能量是造成煤体损伤的主要因素;冲击动载激发应力波对煤体的损伤能量与爆破应力波对岩体的损伤能量不同点为主要储存的频带不同,冲击动载激发应力波对煤体的损伤能量主要储存在中高频带,其主要损伤频率为39.06～312.50 Hz和625～2 500 Hz;冲击动载激发应力波各频带的主频主要集中在0.4 s左右,应力波穿过损伤煤体后各频带的主频存在延后的现象,整体来说延后时间约为0.05 s;冲击动载应力波在能量转移与消耗的过程中对煤体造成损伤,这种损伤为三向波蕴藏的能量共同作用的结果.所得结论可为研究冲击动载激发应力波对煤体的增透机理提供参考.
关键词：冲击动载应力波低渗煤体能量损伤时频分析煤体增透
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52227901)国家自然科学基金(5217041922)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-12-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 5017-5031 )
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