不同瓦斯压力下煤岩单轴压缩力学性质及声发射特性研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn不同瓦斯压力下煤岩单轴压缩力学性质及#声发射特性研究**吕蓬勃，高保彬，郭放5（河南理工大学安全科学与工程学院，焦作市454000）摘要：为了研究不同瓦斯压力下煤岩单轴压缩力学性质及声发射特性研究同瓦斯压力下煤岩失稳破裂过程中力学性质以及声发射特性，本文以RMT-150C型岩石力学实验机为载体，自主研发了单轴压缩条件下含瓦斯煤岩受载变形破坏实验装置，并结合DS-5型全信息声发10射信号分析仪，对不同瓦斯压力条件下煤样力学性质和声发射特征进行了分析。结果表明：随着瓦斯压力从0Mpa升高为2MPa，煤样的强度随之下降了37.57

2、%，弹性模量下降了26.1%，声发射累计计数减小了32%，累计能量降低了25.32%。总体来看，煤样的力学性能和声发射特征与瓦斯压力呈现负相关的关系。关键词：单轴压缩；煤岩；声发射；力学性质15中图分类号：X936StudyonMechanicalPropertiesandAcousticEmissionCharacteristicsofCoalunderUniaxialCompressionatDifferentGasPressures20LvPengbo,GaoBaobin,GuoFang(CollegeofSafetyScienceandEngineering,HenanPoly

3、technicUniversity,JiaoZuo,454000)Abstract:Inordertostudythemechanicalpropertiesandacousticemissioncharacteristicsofcoalrockunderdifferentgaspressures,theRMT-150Crockmechanicsexperimentmachineisusedasthecarrier,anddevelopesasetofexperimentalequipmentthatthecoalsamplesdeformationandfailureunder25u

4、niaxialcompressionconditionofcoalandrockcontaininggas.Then,analyzedthemechanicalpropertiesandacousticemissioncharacteristicsofcoalrockunderdifferentgaspressureswithDS5AEmonitoringandsignalanalysissystem.Theresultsshowthatthestrengthofcoalsampledecreasesby37.57%,theelasticmodulusdecreasesby26.1%,

5、theacousticemissioncumulativecountisreducedby32%andthecumulativeenergyisreducedby25.32%withtheincreaseofgaspressurefrom0MPato302MPa.Ingeneral,themechanicalpropertiesandacousticemissioncharacteristicsofcoalsamplesarenegativelycorrelatedwithgaspressure.Keywords:uniaxialcompression;coal-rock;acoust

6、icemission;mechanicalproperty0引言在一的压力下，瓦斯气体定在煤岩体内的孔裂隙结构中形成一定的孔隙压力，当外界条35件发生变化时，其本身所处的应力状态随即改变，内部结构受到固气耦合作用而发生剧烈变化，造成了煤岩的微破裂，从而为瓦斯解析和流动提供了通道，同时也为外部动力的传递和自身能量的积聚提供了条件，最终可能导致煤岩体失稳破坏。因此，为了保证更好、更安全地生产，研究含瓦斯煤岩失稳破裂的发生机理，预防动力灾害事故的发生，国内外学者对[1-4]此做了大量的研究。比如：尹光志等利用自行研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流40实验装置，进行不同加卸载条件下含瓦斯煤力

7、学特性的试验研究。研究结果表明，不同加卸基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（201341161200001）作者简介：吕蓬勃（1989-），男，研究生，主要从事煤岩动力灾害预测与防治通信联系人：高保彬(1977-)，男，博士，副教授，主要从事矿山安全开采方面的教学与科研工作.E-mail:gaobaobin@163.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn载条件下含瓦斯煤的力学性质存在加大差异，含瓦斯煤的