不同含水率煤岩受压变形破坏全过程声发射特征试验研究

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1、第31卷第6期岩石力学与工程学报、，0l_31No．62012年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringdune，2012不同含水率煤岩受压变形破坏全过程声发射特征试验研究秦虎，黄滚，王维忠。f1．重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400030；2．重庆大学资源及环境科学学院，重庆4000303．重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室，重庆400030)摘要：以晋城煤业集团赵庄矿3煤层的无烟煤为研究对象，运用京岛AG一250kN刚性岩石试验机、数字式应变数据采集仪、声

2、发射监测系统和白行研制的煤岩固一气耦合细观力学试验装置，进行不同含水率煤样在常规单轴压缩下的声发射特征试验。结果表明，含水率的不同使煤样的强度和声发射特征产生明显差异，随着含水率的增加，煤样的单轴抗压强度逐渐减小。干燥状态的煤样强度较大，整个破坏过程中的变形较大，弹性变形阶段持续时间较长。在密实阶段，不同含水率的煤样几乎没有出现声发射信号，干燥状态的煤样只出现少量的信号且基本没有变化，干燥状态的煤样声发射平均事件率为不同含水率煤样的4～10倍。进入弹性阶段后，不同含水率的煤样和干燥状态的煤样的声发射事件率均比较稳定，声发射平均事件率相差不大

3、，但干燥状态的煤样声发射事件率持续时间更长。进入塑性阶段，不同含水率的煤样与干燥状态的煤样的声发射信号均明显增大，与弹性阶段相比，煤样的声发射平均事件率是弹性阶段的5～7倍。进入破坏阶段后，不同含水率的煤样声发射事件率低于干燥状态的煤样。含水量增加使声发射累积振铃计数减少，同时使产生明显声发射的时间滞后，试验结果表明水对煤样的力学特性和声发射特征有明显影响。关键词：采矿工程；不同含水率；单轴试验；破坏过程；应力一应变特性；声发射特征中图分类号：TD32文献标识码：A文章编号：1000—6915(2012)06一l115—06EXPEIUME

4、NTALSTUDYoFACoUSTICEMISSIONCHARACTERISTICSoFCoALSAMPLESWITHDIFFERENTMoISTURECoNTENTSINPRoCESSoFCoMPRESSIONDEFORMATIoNANDFAILUREQINHu，3，HUANGGun，，。WANGWeizhong'’f1．StateKeyLaboratoryofCoalMineDisasterDynamicsandControl，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China；2．CollegeofRe

5、sourcesandEnvironmentalSciences，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China；3．StateandLocalJointEngineeringLaboratoryofMethaneDrainageinComplexCoalGasSeam，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：FocusingonanthracitesofNo．3coalseaminZhaozhuangMine，JinchengCoalMinin

6、gGroup，anexperimentalstudywascarriedouttoinvestigatetheacousticemission(AE)characteristicsofcoalsampleswitIldifferentmoisturecontentsinconventionaluniaxialcompressiontest，byusingislandAG一250rigidrocktestingmachine，digitalstraindataacquisitioninstrument，AEmonitoringsysteman

7、dself-developedcoal—gascouplingmicromechanicsexperimentaldevice．TheresultsshowthatthestrengthandAEcharacteristicsofcoalsampleswithdiferentmoisturecontentshavesignificantdiference；andwiththeincreaseofmoisturecontentof收藕日期I2011—12—20；修阐日期l2012—03—28基金项目z国家重点基础研究发展计划(973)项目(2

8、0l1cB20l203)；国家自然科学基金资助项N(51174241)：国家科技重大专项课题(2011ZX05034—004)作者简介t秦虎(1985一)，男，2008年毕业于湖