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基于声发射时频特征的不同含水煤样冲击倾向试验研究 被引量：13
1
作者 肖晓春 金晨 +1 位作者 丁鑫 潘一山 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期931-938,共8页
为探究含水煤样冲击倾向指标与其声发射时频特征的关联性。采用物理试验和信号处理分析方法,以河南耿村煤矿7609工作面煤样为研究对象,考虑饱水、自然含水和烘干24 h三种含水条件,深入研究不同含水煤样冲击倾向的变化规律;建立不同含水... 为探究含水煤样冲击倾向指标与其声发射时频特征的关联性。采用物理试验和信号处理分析方法,以河南耿村煤矿7609工作面煤样为研究对象,考虑饱水、自然含水和烘干24 h三种含水条件,深入研究不同含水煤样冲击倾向的变化规律;建立不同含水率煤样冲击倾向与其声发射时频信号的对应关系。结果表明:煤样加载破坏过程监测获得的声发射时频信号分布特征能够反演其受载阶段,声发射幅频信号的变化不仅能够判定煤体结构的破坏尺度,而且可利用不同频率范围声发射能量分布推断其冲击倾向强弱和发生动力破坏的可能性。定义了煤体结构冲击倾向的声发射反演能量比值Kae和频率幅值相对值比值Kaf;以河南耿村矿7609工作面煤样为例,验证了声发射信号时频特征和关键参数反演煤体结构冲击倾向的可行性。 展开更多
关键词 含水煤样 声发射时频特征 声发射能量反演 频率幅值反演
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液氮对含水煤样裂隙疲劳增扩作用的试验研究 被引量：13
2
作者 李和万 王来贵 +2 位作者 张春会 杜伟 李建澎 《实验力学》 CSCD 北大核心 2016年第1期119-126,共8页
为分析液氮注入对含水煤层裂隙疲劳增扩的影响,分别取干燥煤样、50%水饱和煤样和100%水饱和煤样,在室内开展了周期疲劳液氮浸泡试验,利用激光显微镜和声波测试仪测试液氮作用前后煤样表面裂隙结构和波速的变化。结果表明:1)经过液氮浸泡... 为分析液氮注入对含水煤层裂隙疲劳增扩的影响,分别取干燥煤样、50%水饱和煤样和100%水饱和煤样,在室内开展了周期疲劳液氮浸泡试验,利用激光显微镜和声波测试仪测试液氮作用前后煤样表面裂隙结构和波速的变化。结果表明:1)经过液氮浸泡后,干燥煤样裂隙扩展效果不明显,10个浸泡周期后煤样仍完整;2)含水煤样的裂隙主要在垂直节理方向发生扩展;3)饱水程度越高,煤样裂隙扩展越显著;4)饱水程度越高,煤样液氮浸泡破坏所需的浸泡周期越短。煤样的饱水程度对液氮致裂效果影响显著。 展开更多
关键词 液氮 裂隙 增透 疲劳增扩 含水煤样
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液氮冷加载对不同含水饱和度节理煤样损伤的影响 被引量：4
3
作者 李和万 刘戬 +3 位作者 高熹才 王来贵 孙思洋 朱志洁 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期413-420,共8页
为了研究煤层物理性质(节理角度、含水饱和度)在液氮制冷过程中对煤样原有节理结构的影响,利用物理实验及ABAQUS软件数值模拟的方法建立贯穿型节理模型,以节理角度与不同饱水度作为主要参数:节理角度按照与层理夹角分为15°、45... 为了研究煤层物理性质(节理角度、含水饱和度)在液氮制冷过程中对煤样原有节理结构的影响,利用物理实验及ABAQUS软件数值模拟的方法建立贯穿型节理模型,以节理角度与不同饱水度作为主要参数:节理角度按照与层理夹角分为15°、45°、60°,含水饱和度分别为0%、50%和100%,对煤样进行循环冷加载交叉实验与模拟。结果表明:(1)随着加载周期的增加,45°夹角煤样节理结构损伤最明显,60°夹角煤样节理结构损伤效果最弱。(2)随着含水饱和度的提高,煤样破碎的冷加载周期减少,单轴抗压强度降低;(3)通过ABAQUS软件建立的煤样损伤物理力学模型,与实验结果吻合度较高,含水饱和度100%、45°节理角度煤样经过4T冷加载发生破裂。 展开更多
关键词 液氮 裂隙 增透 疲劳增扩 含水煤样
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含水煤体纵波波速变化规律试验研究——以古汉山烟煤与赵固无烟煤为例 被引量：2
4
作者 李东会 梁雁侠 +1 位作者 张凯 王晨曦 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期143-149,共7页
煤层由于地下水、水力增透技术等因素导致煤体内部含水程度不同,不同含水程度对煤层力学特性和瓦斯在煤层中流动有着较大的影响,从而会造成瓦斯抽采的困难。为解决含水瓦斯抽采困难的难题,在实验室内采用古汉山烟煤与赵固无烟煤进行不... 煤层由于地下水、水力增透技术等因素导致煤体内部含水程度不同,不同含水程度对煤层力学特性和瓦斯在煤层中流动有着较大的影响,从而会造成瓦斯抽采的困难。为解决含水瓦斯抽采困难的难题,在实验室内采用古汉山烟煤与赵固无烟煤进行不同含水饱和度煤样声波测试,结合Wood理论假设的Gassmann方程与Kuster-Toksoz理论方程作规律分析研究。结果表明:无论是古汉山烟煤还是赵固无烟煤含水饱和度以60%为分界线。平行层理含水饱和度在60%之前与Wood理论假设的Gassmann方程符合,60%之后符合Kuster-Toksoz理论方程。而垂直层理孔、裂隙较发育,含水饱和度60%之前与Wood理论假设的Gassmann方程不符合,因此,自建的修正公式计算不同含水饱和度波速,与实际波速基本吻合。而含水饱和度60%之后符合Kuster-Toksoz理论方程。为明确不同含水饱和度下煤体波速变化规律提供室内试验依据,从而也可为声波资料应用于煤层含水饱和度评估与预测提供理论基础。 展开更多
关键词 含水煤样 含水饱和度 瓦斯抽采 煤体声波 纵波
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三轴加载含水煤样波速与孔隙率关系实验研究 被引量：2
5
作者 陈世强 李东会 +2 位作者 张明杰 梁雁侠 王云刚 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第5期2151-2158,共8页
煤的孔隙率影响煤的吸附、渗透能力,且它也是衡量煤体内部结构及孔、裂隙发育状况的重要指标.而水力增透技术在瓦斯抽采中的作用效果常常受到水的影响,且瓦斯抽采量也会受到含水煤层的影响,为更客观地了解含水煤层状态下的孔隙率的变化... 煤的孔隙率影响煤的吸附、渗透能力,且它也是衡量煤体内部结构及孔、裂隙发育状况的重要指标.而水力增透技术在瓦斯抽采中的作用效果常常受到水的影响,且瓦斯抽采量也会受到含水煤层的影响,为更客观地了解含水煤层状态下的孔隙率的变化情况,采用超声波透射法对赵固二矿二1煤层不同层理方向煤样在干燥及自然饱和吸水状态下进行三轴加载超声波测试试验,研究干燥及自然饱和水三轴加载状态下煤样超声波波速与孔隙率关系.研究结果表明:相同条件下,加载煤样饱和煤样波速大于干燥煤样,且加载煤样饱和状态下不同层理方向波速变化易区别.而加载煤样饱和煤样与干燥煤样孔隙率变化与波速变化相反,加载煤样饱和状态下不同层理方向孔隙率变化不易区别;通过分析加载条件下饱和煤样与干燥煤样波速与孔隙率关系,发现无论是干燥煤样还是饱和煤样在加载条件下都符合对数关系φ=-aIn(VP)+b且a值与围压有关,b值与孔隙率变化量有关.通过研究含水煤样在不同加载条件下对煤体波速和孔隙率的影响以及波速和孔隙率之间的关系,为煤炭物性勘探技术提供有效试验数据与理论基础,也为煤炭物性预防安全开采提供理论基础. 展开更多
关键词 含水煤样 三轴加载 孔隙率 波速 线性拟合
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基于深部含水煤样失稳特征的荷载梁式主控裂隙模型的试验研究 被引量：3
6
作者 陈笑予 姚强岭 +7 位作者 陈胜焱 山长昊 李英虎 徐强 于利强 夏泽 朱柳 落弘业 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期375-386,共12页
深部巷道周边的煤体在承受高地应力基础荷载的同时,往往还受到由远及近的采掘活动扰动,使其内部的裂隙损伤在近似于高应力逐级加卸载的应力路径下不断发育,若还处于水岩作用的影响下,承载性能将进一步劣化。通过对某矿深部煤样进行吸水... 深部巷道周边的煤体在承受高地应力基础荷载的同时,往往还受到由远及近的采掘活动扰动,使其内部的裂隙损伤在近似于高应力逐级加卸载的应力路径下不断发育,若还处于水岩作用的影响下,承载性能将进一步劣化。通过对某矿深部煤样进行吸水特性描述、波速信息对比、力学试验分析及声发射监测,总结了该矿深部含水煤样具有以下特征:吸水迅速、极易饱和、饱水后整体结构完整性增强,且主要以张开型主控裂隙的张拉破坏造成试件整体失稳。基于上述特征,结合吸水率、裂隙参数、系统尺寸等因素,优化建立了荷载梁式主控裂隙模型,阐述了深部含水煤样产生上述失稳特征的机制,并进行了敏感性分析、强度验证,验算结果较为贴合试验数据,可为深部高应力扰动富水巷道中的裂隙煤岩体进行类似的试验研究、理论建模及采掘设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 深部含水煤样 高应力逐级加卸载 张拉破坏 主控裂隙 荷载梁
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