含水煤岩变形破坏电荷感应规律的试验研究

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1、分类号034UDC531密级公开硕士学位论文含水煤岩变形破坏电荷感应规律的试验研究ExperimentalStudyontheChargeInductionLawofWater—containingCoalandRockDuringDeformationandFailure作者姓名郑文红指导教师潘一山教授申请学位工学硕士学科专业固体力学研究方向固体材料的破坏与变形辽宁工程技术大学删6黔1，Lp—关于论文使用授权的说明本学位论文作者及指导教师完全了解辽宁工程技术大学有关保留、使用学位论文的规定，同意辽

2、宁工程技术大学保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议学位论文作者签名：狂爻《L伊侈年7互月≯日翩签名：丝。型；、31；年!a月多-日致谢时光荏苒，岁月流逝，转眼间，我的硕士研究生生活也即将结束了，回首这2．5年的学习生活，心中万分感慨。有着对力学与工程学院的眷恋，有着对老师们的感怀，有着对同学的不舍，还有着那些值得我骄傲

3、的肯定和促我成长的些许遗憾。在硕士毕业论文结稿之际，借此机会，来表达我内心最真挚的情怀和谢意。首先，我要感谢我的导师潘一山教授。本论文从开题到论文的定稿都得到了导师的悉心指导，凝聚着导师的心血。导师开阔敏锐的思维、广博的知识、高深的学术造诣、严谨的治学态度，给我留下了深刻的印象，使我在今后的学习以及生活中受益匪浅。在研究生生活的两年半中，老师在学术上，一丝不苟的对我指导，我深深的感激，借此机会仅向我尊敬的导师潘一山教授致以崇高的敬意。感谢李忠华、李国臻、阎海鹏、唐巨鹏老师在我的论文写作中给予的诸多指

4、导与建议。感谢王爱文、王凯兴、唐治、徐连满、肖永惠等博士师兄在学习上的帮助；特别感谢罗浩师兄在学习方面的督促与帮助。感谢杨月、孟村影、曾向华、王召、徐军、邱兆云、朱小景、陈广阳、焦波波等师弟、师妹对论文实验过程中提供的帮助。感谢家人这些年来对我学业上的支持与鼓励。向在百忙中审阅本论文的各位专家致以最衷心的感谢。最后向所有关心、支持我的老师、同学、家人及朋友致以由衷的感谢。摘要水分对于煤岩物理力学性质及变形破坏特征又很大的影响，随着矿井采深的增加，煤岩受水的冲击、渗流、弱化及腐蚀作用而导致的矿井突水、

5、煤柱失稳等矿井水害种类逐渐增多，给井下人员的生命以及煤矿生产安全带来极大的危害。煤矿涉水事故发生时煤岩变形破坏释放大量的信息，其中包括电荷感应信号，电荷感应信号反映煤岩的变形破裂状态，可作为监测、预报突水的依据。本文运用实验室基础实验研究的方法，通过分析加载方式、含水率、水压以及轴压对煤岩变形破坏过程电荷感应信号影响，为电荷监测矿井突水的现场应用提供基础的理论数据参考。本文所做的主要工作以及创新点如下：(1)基于某矿煤岩物理力学性质的测试结果，了解某矿煤岩层变形移动情况以及煤岩体电学参数变化情况。研

6、究了不同加载条件下煤岩变形破坏的电荷感应信号，得出了围压对于电荷感应信号具有强化的作用，在同等条件下，旌加围压使得电荷信号更加丰富；循环加载降低了煤岩强度，电荷感应信号在加载过程中更丰富。(2)研究了水分对于煤岩体变形破坏过程中的电荷感应信号的影响规律及特征，对比分析了不同含水率以及不同水质条件下的煤体变形破坏过程中的电荷感应信号特征，得出了含水率越高，煤体强度越低，当水分达到一定值时，电荷感应信号在时间上的分布将相对“平均”。不同含水率岩体实验表明：随着岩样含水率的增加，岩样在微裂隙稳步增加阶段表

7、现出含水率越高其电荷感应信号越丰富的特性，并且随着含水率的提高，感应电荷的产生量增加。(3)研究了水压致裂试验煤岩破坏电荷感应信号规律以及特征，通过对不同轴压以及相同轴压下电荷感应信号的分析，得出了在不同轴压下，随着轴压的增大，水力峰值逐渐降低，水力峰值持续时间逐渐缩短：在相同轴压下，随着水力峰值的降低，电荷感应信号的丰富程度逐渐降低，但水压峰值持续时间接近。关键词：含水煤岩；电荷感应；加载方式；含水率；水压致裂：AbstractWaterhaSaJlimportantinnuenceont11ep

8、hysicalmech砌caJpropeniesanddef．0硼ation锄df撕1urecharacteristicsofcoalaIldmck，谢Ⅱ1t11eincreaSingofmirIingdeptll，typesofminewaterdisaSters1ikeminewaterbursting，也eu11stabilityofcoalpillarafrectedbyactionsofseepageaction，t11eimpactofwater，corm