| 煤体破坏过程感应电荷再认识与井下应用实践 |
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| 引用本文： | 吕进国,彭意胜,唐治,赵洪瑞,王学滨,王子琪,包鑫阳,符辉.煤体破坏过程感应电荷再认识与井下应用实践[J].煤炭学报,2022(4):1547-1558. |
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| 作者姓名： | 吕进国 彭意胜 唐治 赵洪瑞 王学滨 王子琪 包鑫阳 符辉 |
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| 作者单位： | 1. 辽宁工程技术大学力学与工程学院;2. 辽宁工程技术大学矿山安全技术装备研究院;3. 辽宁工程技术大学矿业学院;4. 辽宁大学物理学院;5. 辽宁工程技术大学计算力学研究所;6. 沈阳焦煤股份有限公司红阳三矿;7. 中国平煤沈马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室;8. 平煤股份煤炭开采利用研究院 |
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| 基金项目： | 辽宁省自然科学基金资助项目(2021-MS-337)；;辽宁省教育厅科学技术研究资助项目(LJ2019JL014)；;国家自然科学基金资助项目(51504128)； |
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| 摘 要： | 为发展和完善煤岩动力破坏感应电荷监测技术及理论，以单轴压缩试验为基础，再认识了煤体破坏过程感应电荷变化规律与主控因素，提出了带电煤屑弹射过程的感应电荷产生机理；分析了感应电荷及其干扰信号的频域特征与影响要素，研究了感应电荷与煤体应力、应变能与变形破坏之间的定性关系，建立了受载煤体与感应电荷信号的损伤统计关系，分析了感应电荷与煤体能量的演化特征，进而提出了煤体应力与感应电荷的量化关系；研发了适用于井下复杂条件下煤岩电荷监测装备，在辽宁红阳三矿与河南平顶山十一矿开展了应用实践，分析了感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及巷道变形的相关性。结果表明：高幅值感应电荷信号产生的主因不是煤体的压电效应，而是煤体裂纹扩展、破裂面滑移摩擦与带电煤屑弹射的综合作用，特别是带电煤屑弹射到传感器时，感应电荷信号幅值将会突增；感应电荷信号以低频为主，干扰信号主频与外部供电网络谐波频率一致，但不同煤体的感应电荷信号主频分布范围存在差异；感应电荷强度与应力大小关系非直接相关，与应力非线性变化程度直接相关，特别是与应力降幅度呈正相关关系；感应电荷强度可直接反映煤体破坏程度，也可通过分析外载环境以及感应电荷信号和煤体...
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| 关 键 词： | 感应电荷 动力破坏 应变能 应力非线性变化 监测预警 |
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