组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系研究*

肖晓春，樊玉峰，吴　迪,丁　鑫，王　磊

(1.辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新 123000；2.重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044)

0　引言

深部开采已成为煤炭工业发展的必然趋势，转入深部开采后，由于人工扰动使得原岩应力重分布，岩体应力状态不断变化，煤岩动力灾害时有发生，其不可预测性严重制约着煤矿安全生产。现有研究结果表明冲击地压是顶板和煤体组成的力学系统非稳定变形失稳诱发的灾难性工程灾害。以整个岩煤系统为研究对象，明确顶板、煤层受载变化过程能量演化规律及其表现形式，厘清“顶板-煤体”系统失稳灾变力学机制，探究伴随其受载破坏产生的声发射及电荷产生机制，掌握其变化规律并提出基于声发射-电荷信号的煤体失稳灾变判定方法，对于预测和防治深部矿井冲击地压灾害具有重要的科学意义和工程价值。

国内外学者在组合煤岩和声-电信号特征方面已进行了大量基础的研究，刘少虹等[1-2]分析了动静加载下组合煤岩的应力波传播机制和能量耗散；张小涛等[3]就煤层厚度与硬度对冲击矿压的影响做了数值模拟；赵毅鑫等[4]从声发射的角度考虑了煤岩组合体破坏前兆的规律；代君伟等[5]通过实验分析了组合煤岩顶板煤样高度比与冲击倾向性的关系；陈光波等[6]通过实验研究得到了组合岩体动力破坏能量积聚规律；陆菜平等[7]进行了组合煤岩冲击倾向性演化及声电效应的试验研究；……