煤体静载破坏过程中的微震信号特征研究

通过煤体静载破坏试验装置和ZDKT-1型微震监测系统,研究不同加载方式下各加载阶段煤体的结构破坏特性和微震信号特征。利用希尔伯特-黄变换(HHT)对煤体静载破坏阶段的微震监测信号进行了模态分离和信号重构,并探究高频分量和低频分量所代表的物理意义。研究结果表明:煤体在静载破坏时,变形和破裂会首先沿原有微裂隙方向演化,并随外加载荷的不断增大而扩展、分岔和相互贯通;不同阶段微震信号所表现的特性不同;信号分解出的高频分量与微裂纹有关,反映了信号的波动情况,而低频分量与裂纹的宏观变化情况有关,代表了信号的总体变化趋势。     

含瓦斯煤粒前期扩散理论模型及解析解

为了研究瓦斯前期扩散规律,在假设煤粒瓦斯前期扩散系数近似恒定的基础上,根据球坐标系表示的Fick第二定律,建立了数学模型,并运用数学物理方法推导出了其解析解。采用新模型与经典模型分别对不同吸附平衡瓦斯压力、煤级、粒度和破坏类型的扩散实验数据进行了数值计算,结果表明:新模型能够适合不同实验条件的前期扩散规律,比经典模型更加符合实验结果;采用新模型计算得到的扩散系数普遍比经典模型要高;当煤粒均值度趋近趋于1时,新模型与经典模型计算结果趋同;扩散系数与瓦斯压力、煤级、粒度和破坏程度正相关,前期扩散源占比与破坏类型、瓦斯压力呈正相关,而与粒度、煤级负相关。