采动裂隙煤岩破裂过程热红外辐射异化特征

作     者：来兴平 刘小明 单鹏飞 张帅 方贤威 胥海东 LAI Xingping;LIU Xiaoming;SHAN Pengfei;ZHANG Shuai;FANG Xianwei;XU Haidong

作者机构：西安科技大学能源学院西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2019年第36卷第4期

页      面：777-785页

核心收录：

学科分类：1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2015CB251602) 中国博士后科学基金项目(2017M623328XB) 陕西省自然科学基础研究项目(2018JQ5194) 

主　　题：岩石力学 裂隙煤岩 受载破裂 红外辐射 动力灾害 

摘      要：高应力强卸荷下煤岩动力破坏现象频发,明确煤岩破裂前兆信息是保障深部煤炭安全开采的重要内容。为定量研究采动裂隙煤岩破裂过程热红外辐射异化特征,采用实验手段分析受载下裂隙煤岩体损伤直至破裂过程热红外辐射温度时域演化规律与异常区域迁移特征,对比分析预制结构面对红外辐射异化特征的影响,揭示热红外辐射温度场与声发射耗散能量间的关系。结果表明:裂隙煤岩破裂过程热红外辐射温度时域演化规律划分为Tave的平静、小幅波动、快速增加和快速降低4个阶段。Tave极值出现在0.77σp,可作为煤岩临近破裂的前兆特征;热红外辐射异常区域的迁移特征可作为煤岩破裂的重要前兆现象,σ≥0.30σp开始出现大面积整体性升温,σ≥0.77σp温度仍保持整体性增加,但温度最大值开始降低,σ≥σp以热红外辐射低温异常区域为主;预制结构面的存在对裂隙煤岩的力学响应特征起到决定性作用,且平行结构面造成的强度劣化最为显著,对岩石工程的安全影响最大。裂隙煤岩破裂红外辐射异常区域集于制结构面附近,红外辐射温度异常区域迁移与声发射能量突变基本保持一致。