受载煤体电磁辐射动态非线性特征

胡少斌¹，王恩元^1,2，李忠辉¹，沈荣喜¹，刘杰¹

1. 中国矿业大学安全工程学院2. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾教育部重点实验室

摘 要：为了研究受载煤岩变形破裂过程中电磁辐射动态非线性特征,对不同力学性质的煤样进行了不同加载速率的单轴压缩实验和分级加载实验,发现受载煤体电磁辐射由煤的力学性质、应力水平及加载速率共同决定,煤的强度越高、加载速率或应力水平越大,电磁辐射非线性特征越明显.依据煤的力学性质,受载煤体在变形破裂过程中其破坏前兆信号可以划分为3种类型.应用时变多重分形理论分析了电磁辐射时间序列,结果表明煤岩破裂失稳之前多重分形参数Δαm随载荷的增加呈增大趋势,在破坏后期Δαm有一定程度降低.裂纹扩展越激烈,煤岩内部损伤程度越高,Δfm越小.Δαm,Δfm的动态变化可以用来评价煤岩变形破裂过程及破坏阶段.

关键词：煤体;电磁辐射;动态非线性特征;时变多重分形;