煤冲击破坏过程规律及同源声电响应特征

针对冲击地压监测预警问题,开展不同速率的煤样单轴加载实验和单轴加卸载实验,同步采集了全波形声电数据和煤破坏过程图像,结合频谱分析、相关性分析、声波波速层析成像分析、能量分析等,研究煤破裂过程的同源声电响应特征及煤冲击破坏的时序演变规律和空间孕育特征。结果表明:声发射和电磁辐射都与应力降有明显的正相关性,两者的时序分布具有同步性,两者的频谱分布具有一致性且主要集中在低频段,表明声电信号是煤破裂产生的同源异象现象;煤的冲击破坏过程包含多个子冲击阶段,各子冲击阶段与载荷降有明显的正相关性,在冲击破坏孕育阶段,煤样内裂纹、应力、能量、声发射等的分布具有对应关系,冲击破坏容易发生在临近自由面的破裂密集且应力集中高的区域。研究成果可为冲击地压监测预警研究提供依据。     

基于功效系数法的煤与瓦斯突出区域预测研究

将功效系数法应用于煤与瓦斯突出区域预测中,选取综合指标D值和K值、煤层瓦斯压力p、瓦斯放散初速度Δp、煤的坚固性系数f、地质构造T作为突出预测的评价指标,运用层次分析法和平均值法求得各评价指标的综合权重,以总功效系数值作为评价标准,确定煤层突出危险等级。选用贵州盘县矿区12组实测样本进行功效系数法预测效果检验,预测结果与实际情况一致,验证了功效系数法用于突出预测的合理性和准确性,为煤与瓦斯突出区域预测提供了一种新思路。     

煤尘爆炸性与挥发分关系研究

采用大管状煤尘爆炸装置对挥发分已知的煤样进行煤尘爆炸性实验,研究结果表明:无爆炸性煤尘其挥发分<16%,<16%的煤尘超过1/3具有爆炸性。强爆炸性煤尘中,高以及特高挥发分煤尘占近90%,超过99%的中高挥发性煤尘具有爆炸性。发现了挥发分与火焰长度近似呈指数函数关系,火焰长度与抑制煤尘爆炸最低岩粉量近似呈对数函数关系。研究结果有助于理解煤尘爆炸性与挥发分的关系,为防尘抑爆提供基础数据。     

基于全波形的煤样单轴压缩破坏声电时频特征

建立了煤岩受载破坏声电全波形同步采集系统, 对煤样单轴压缩破坏过程中的声电信号进行了全波形采集, 研究了声电信号能量与载荷降之间的相关关系, 并分析了声电信号的频谱特征. 结果表明: (1)煤体受载破坏过程中产生显著的声电信号; 电磁辐射信号是阵发性的, 仅伴随载荷降和较高强度声发射信号出现; (2)相对于声发射, 电磁辐射与载荷降有更好的相关性; 与煤体受载破坏的能量释放累积量相关联的声电信号能量和载荷降累计值三者之间均呈高度正相关; (3)电磁辐射优势频带窄于声发射, 前者主要集中在1~25 kHz, 后者主要集中在1~280 kHz; 受同一裂纹萌生和扩展的影响, 两者在频谱和主频分布上都有近似的低频成分.      

岩石受载破坏过程声电信号时频特征研究

岩石受载破坏过程声电信号时域特征分析大多从声电信号幅值、振铃计数、能量等参数方面定性得出结论,并未直接给出声电信号时域相关性,且声电信号频域特征分析所用参数较单一。针对上述问题,开展了单轴压缩条件下岩石试样受载破坏过程声电信号监测实验,分析了岩石受载破坏不同阶段声电信号时频特征。结果表明:①在压密阶段和弹性阶段,声电信号幅值基本为零;在加速破坏阶段,声电信号幅值逐渐增强,信号数量逐渐增多;在完全破坏阶段,声电信号幅值几乎同增同减,当载荷达到峰值时,声电信号幅值同时达到最大;在受载破坏全程,声发射信号幅值大于电磁辐射信号幅值。②在加速破坏阶段,声电信号显著相关;在完全破坏阶段,声电信号高度相关;在受载破坏全程,声电信号随时间变化趋势基本相同,声电信号在时域上高度相关。③在加速破坏阶段和完全破坏阶段,电磁辐射信号以低频和甚低频信号为主;与电磁辐射信号相比,声发射信号频带更宽、主频幅值更大;声电信号主频集中范围相近但不完全一致;完全破坏阶段声电信号主频幅值大于加速破坏阶段声电信号主频幅值。     

煤系岩样单轴压缩表面电位实验研究

实验研究了煤系岩样在单轴压缩条件下表面电位特征,并分析了表面电位的变化规律与产生原因。研究表明:煤系岩样在单轴压缩的破坏过程中有表面电位产生;载荷发生突变时,表面电位也发生突变;总体上,表面电位与载荷变化趋势一致,呈显著相关甚至是高度相关;表面电位的产生主要来源于破坏过程中试样内部的应力集中发射电子、裂纹扩展导致电荷分离等过程所产生的自由电荷在试样表面积聚的结果;试样含有石英等成分所产生的压电效应也对电位的产生有重要作用。可以通过检测表面电位的变化规律来反映煤系岩样的受载破坏情况,为矿山岩体稳定性的监测提供新的思路。     

现色性与染色

现色性是一个在日常生活中经常遇到而又没有引起足够重视的概念。在纺织行业中有着重要的意义。本文结合光谱色染色及无现色性黑色的染色实际，对这一概念作了简要介绍。     

不同加载速率下粉砂岩受载破坏过程红外辐射能量变化规律试验研究

为研究加载速率对粉砂岩受载破坏过程红外辐射能量的影响,定量分析粉砂岩加载过程红外辐射能量变化规律;开展了不同加载速率下粉砂岩单轴压缩红外辐射实验。研究结果表明：峰值应力随加载速率的增加而减小,不同加载速率下,差值模式下红外辐射温度最大值ΔT_max与应力变化具有较好的对应性,更能反映试样的破坏情况,ΔT_max的最高温差突增范围为1.0～1.7℃;主破裂时,累计红外辐射能增量ΔQ随时间变化呈缓慢增长趋势,破裂时对应的累计红外辐射能增量随加载速率的增大逐渐减小;ΔQ与机械功之间呈幂函数关系,随着机械功的增加,累计红外辐射能量增量呈现出先增大后缓慢增长趋势;不同加载速率下试样损伤红外前兆比的范围为0.02～0.285,且随加载速率逐渐减小。     

MATLAB软件在安全检测与监控技术课程教学中的应用探讨

化工行业安全形势严峻，可靠的安全检测与监控是开展化工企业安全管理、保障安全生产的前提。安全检测与监控技术的课堂教学对于培养适应于化工行业的安全工程专业技术人才至关重要。为提升课堂授课效果，本文分析了安全检测与监控技术课堂教学中存在的问题及需求，提出了基于MATLAB软件的课程教学改革思路，并综合论述了具体的实施方案，研究结果对安全检测与监控技术的课程改革实践具有一定指导意义。