高温作用后原煤、型煤力学及声发射特性对比试验研究

赵亮¹，赵耀江¹，郭胜亮²，陈春谏¹，潘玉婷¹，王浩¹

1. 太原理工大学安全与应急管理学院2. 太原理工大学矿业工程学院

摘 要：利用单轴压缩试验仪器与声发射检测系统对煤样进行单轴压缩声发射试验,分析温度对原煤、型煤力学及声发射特性的影响规律。结果表明:同一温度下,型煤的峰值强度大于原煤,随着试验温度的升高,原煤的峰值强度与损伤强度逐渐降低,峰值应变也随之减小;型煤的峰值强度逐渐增大,但高温处理后型煤的损伤强度较常温相比降低,两者损伤强度数值在应力-应变曲线拐点附近。通过分析煤样不同阶段的声发射特征,相同温度下原煤、型煤的力学与声发射特性相吻合。原煤加载初期声发射计数出现一段"空白期",随着试验温度的升高,原煤最大振铃计数增大,200℃时达到最大值,型煤最大振铃计数先增大后减小,100℃时达到最大值;应力-时间曲线拐点附近,煤样声发射计数活跃,原煤激增现象明显,且高温处理后的煤样与常温煤样相比,拐点前移;原煤、型煤在加载过程中声发射信号的差异性间接表明了两者结构的差异,对比高温作用后两者力学及声发射特征规律上的不同,更加说明高温作用后原煤内部产生的热应力对结构破坏的剧烈程度。原煤、型煤高温处理后拐点的出现及附近声发射信号激增标志着煤岩内部裂纹大面积产生,据此可对矿井可能发生动力学灾害部位及时采取预防措施。

关键词：原煤力学;型煤力学;声发射特性;损伤强度;对比试验;