煤體受熱損傷過程的聲電效應研究.pdf

1、我國煤礦火災比較嚴重,威脅著礦工的生命安全和礦井的高效生產,也浪費大量的煤炭資源,因此監(jiān)測預防礦井火災非常重要。目前聲發(fā)射在監(jiān)測預警煤巖動力災害方面已經得到廣泛的應用,同時煤巖電位監(jiān)測方法研究取得了較大進展。煤巖加熱過程中同樣會產生聲電信號,因此研究煤巖升溫過程中聲發(fā)射和電位變化規(guī)律,對隱蔽火災探測具有重要的意義。
　　本文實驗測試小尺寸煤樣在加熱破裂過程中的聲發(fā)射、電位信號,研究煤樣升溫過程中的聲電信號特征規(guī)律,分析揮發(fā)分對小尺

2、寸煤樣聲電信號的影響;建立堆煤加熱聲電測試分析系統(tǒng),研究加熱過程堆煤表面溫度場變化規(guī)律,分析單個測點加熱過程中的聲發(fā)射、電位信號特征規(guī)律,研究堆煤表面距熱源相同及不同距離測點的聲發(fā)射、電位信號的變化特征。結合煤體熱破裂特征,分析煤體受熱損傷過程的聲發(fā)射、電位機理。
　　主要研究成果有:
　　(1)煤體加熱過程中,小尺寸煤樣的聲發(fā)射信號呈現(xiàn)先上升又緩慢下降,最后趨于穩(wěn)定的變化特征,電位信號呈現(xiàn)微弱-逐漸增強-下降的變化特征;與

3、揮發(fā)分含量小的煤樣相比,揮發(fā)分含量大的煤樣在加熱初期電位信號有較大變化,聲發(fā)射信號上升趨勢也更為明顯且實驗過程中聲發(fā)射、電位信號的變化幅度較大。
　　(2)堆煤試樣在加熱初期,表面溫度分布均勻,隨后出現(xiàn)分散的高溫區(qū)域,隨著加熱的不斷進行高溫區(qū)域逐漸集中在堆煤的中部。
　　(3)堆煤試樣在加熱過程中也會產生聲發(fā)射和電位信號,各測點的聲發(fā)射、電位信號與其溫度的變化有較好的對應關系,堆煤表面溫度低于80攝氏度時,聲發(fā)射和電位信號稀

4、少甚至沒有;在80~120攝氏度時,聲發(fā)射和電位信號開始活躍;當溫度大于120攝氏度以后,聲發(fā)射和電位信號不斷增強,直到達到聲發(fā)射和電位信號的最大值。
　　(4)堆煤試樣中距熱源距離相同的測點其聲電信號變化趨勢大致相同,隨著溫度的升高,聲電信號不斷增強;距熱源較近的測點與較遠的測點相比,溫升速度大且測點的溫度較高,使其早期就有明顯的聲電信號,且整個加熱過程的聲電信號變化幅度較大;同一測點的聲發(fā)射和電位信號變化趨勢有較好的一致性,隨