含瓦斯煤受載破壞表面電位特征研究.pdf

1、本文利用建立的含瓦斯煤受載破壞表面電位實驗系統(tǒng)測試了在不同壓力下瓦斯對煤巖體受載破壞產(chǎn)生表面電位的規(guī)律,并對信號的特征規(guī)律進(jìn)行了分析和解釋。主要研究了電位信號與煤體吸附瓦斯壓力的關(guān)系;測試不同的加載方式下(單軸、循環(huán)加載、分級加載等)產(chǎn)生的表面電位信號,分析在不同破壞方式下產(chǎn)生電位信號的特征規(guī)律;運用灰色尖點突變理論對含瓦斯煤巖受載破壞過程中的電位信號進(jìn)行分析處理。得到的研究成果如下:
　　1)煤體在吸附瓦斯過程中能夠產(chǎn)生表面電位

2、信號,且隨著吸附時間的增長表面電位信號逐漸增大。對于同一個煤樣,不同瓦斯壓力下吸附過程中煤體產(chǎn)生的表面電位信號對前一次吸附瓦斯壓力下煤體產(chǎn)生的電位信號具有記憶效應(yīng),當(dāng)吸附瓦斯壓力超過前一次吸附瓦斯壓力值時,煤體產(chǎn)生的表面電位信號較大。而當(dāng)吸附瓦斯壓力低于前一次吸附瓦斯壓力值時,煤體產(chǎn)生的表面電位較小。
　　2)含瓦斯煤在受載破壞過程中可以產(chǎn)生表面電位信號,且電位信號和載荷的變化趨勢具有較好的一致性;對于同一類型煤樣,當(dāng)充入0.8

3、MPa的瓦斯時煤樣受載破壞產(chǎn)生的表面電位最大值為17 mV,對應(yīng)的應(yīng)力水平為75％,比不含瓦斯煤樣受載破壞產(chǎn)生的表面電位大了4倍多,其應(yīng)力水平也比不含瓦斯時的應(yīng)力水平要小,隨著充入瓦斯壓力的增加,電位信號最大時的應(yīng)力水平逐漸減小。
　　3)采用灰色理論和突變理論相結(jié)合的辦法,建立了預(yù)測含瓦斯煤破壞失穩(wěn)的灰色-突變模型,并運用建立的含瓦斯煤破壞失穩(wěn)判定的灰色-突變模型,對實驗研究進(jìn)行了預(yù)測,結(jié)果表明電位信號對含瓦斯煤的破壞具有明顯的