煤岩电磁辐射理论与技术新进展

煤炭作为我国重要的基础能源和工业原料,其安全开采是保障国家能源安全、支撑经济社会稳定发展的关键。随着浅部煤炭资源的逐渐枯竭,深部开采逐渐成为我国煤炭资源开发新常态,煤岩动力灾害风险随之攀升,严重制约煤炭安全高效开采,对我国煤炭工业可持续发展造成了恶劣的社会负面影响。准确可靠的监测手段是进行煤岩动力灾害防治的必要前提,地球物理监测预警方法通过感知煤岩变形破坏过程中释放的声、电、磁等物理信号来反演煤岩体的损伤破坏状态,已被广泛应用于煤岩动力灾害预警中。其中电磁辐射监测法具有非接触、无损、实时、前兆性强等优势,适用于矿山信息化智能化发展要求。因此,大力推动电磁辐射监测技术的发展,对于煤岩动力灾害防治具有重要意义,可为智慧矿山建设提供重要的技术支持。围绕试验现象、机理模型、技术方法3个方面对电磁辐射理论与技术研究成果进行综述,回顾了电磁辐射现象的发现过程,分析了电磁辐射信号特征、影响因素、力电耦合效应等煤岩电磁辐射特征规律,根据典型电磁辐射机理模型与应力作用、裂纹扩展过程的相关性进行了分类评述,并对现有煤岩电磁辐射监测预警装备及技术方法进行了简要介绍。在此基础上,详细阐述了近年来在煤岩电磁辐射...     

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。