煤样变形破坏声电效应的演化规律及机理研究

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1、万方数据第50卷第5期2007年9月地球物理学报CHINESEJOURNALOFGEOPHYSICSV01．50．No．5Sep．，2007王云海。何学秋，窦林名．煤样变形破坏声电效应的演化规律及机理研究．地球物理学报，2007，so(5)：1569—1575WangYH，HeXQ，DouLM．Smayon他枷tyandmechanismofacousticemissionandelectromagneticemissionduringfractureprocessofcoalsamples．Ch／neseJ．＆DpJ咖．(inChinese)，2007，so(5)：1569—1575

2、煤样变形破坏声电效应的演化规律及机理研究王云海1，何学秋2，窦林名21中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所．北索1000292中国矿业大学能源与安全工程学院，徐州221008摘要通过实验研究不同煤样变形破坏全过程的声发射和电磁辐射效应的演化规律，分析了煤样变形破坏过程中电磁辐射和声发射信号的相关性和煤样变形破坏的微观机理，提出了煤样变形破坏过程中电磁辐射和声发射信号分别是在煤样内的裂纹面滑移和裂纹扩展时产生的观点，较好地解释了煤样变形破坏过程中声电效应的变化规律和特征，为进一步提高电磁辐射及声发射、电磁辐射综合预测煤岩动力灾害的可靠性和准确性提供了理论基础．关键词煤样变形破坏，电磁

3、辐射，声发射文章编号0001—5733(2007)05—1569—07中图分类号P631收稿日期2007—03—12，2007—06—04收修定稿StudyonregularityandmechanismofacousticemissionandelectromagneticemissionduringfractureprocessofcoalsamplesWANGYun．Hail，HEXue—Qiu2，DOULin．Mi砰1MineS谚竹DeparmenI．C／dnaAcademyofSofaySc／en∞andTechno／ogy，Be谫rIg100029，Ch／na2Colleg

4、eofEnergyands撕踟gi，咖，China‰妙ofMiningandTechnology，Xuzhou221008，Ch／naAbstractInthispaper，thecharacteristicsofacou8tieemissionandelectromagneticemissionactivityarestudiedbyexperimentsduringthefractureprocessofdifferentcoalsamples．BasedORtheexperimentresultsandthetlleoreticalanalysisofmicrocosmicmec

5、hanismofcoalfracture．itisconsideredthattheslidingfrictionbetweenthecracksisthemainmechanismofelectromagneticemissionduringthecoalfracture，andtheacousticemissionisproducedwhilethecracksexpanding，whichinterpretwellthecharacteristicsofacousticemissionandelectromagneticemissionactivityduringthefract

6、ureprocess，andwillimprovethereliabilityandaccuracyofdynamicaldisastersforecastingofcoalorrockwithelectromagneticemissiontechniquesorsyntheticalmethods(aCOUSticemission，electromagneticemission)．’KeywordsFractureprocessofcoalsamples，Electromagneticemission(EME)，Acousticemission1引言声发射和电磁辐射效应是煤岩等材料变

7、形破坏过程中伴随的物理现象¨引．在大量的实验和理论研究的基础上，声发射技术和电磁辐射技术已成为煤矿冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害的重要预测预报方法b。J．目前声发射的产生机理已经比较明确，而对煤岩变形破坏过程的电磁辐射机理的认识则存在很大的分歧．为提高电磁辐射技术预测煤岩动力灾害的可靠性和准确性，需要对实验研究的基础上进一步深入研究电磁辐射的主要机理．基金项目国家杰出青年基金(59925411)和国家自然科学基金项目(50134040、5