煤體受熱損傷過程的聲電效應(yīng)研究.pdf

1、我國煤礦火災(zāi)比較嚴(yán)重,威脅著礦工的生命安全和礦井的高效生產(chǎn),也浪費(fèi)大量的煤炭資源,因此監(jiān)測(cè)預(yù)防礦井火災(zāi)非常重要。目前聲發(fā)射在監(jiān)測(cè)預(yù)警煤巖動(dòng)力災(zāi)害方面已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,同時(shí)煤巖電位監(jiān)測(cè)方法研究取得了較大進(jìn)展。煤巖加熱過程中同樣會(huì)產(chǎn)生聲電信號(hào),因此研究煤巖升溫過程中聲發(fā)射和電位變化規(guī)律,對(duì)隱蔽火災(zāi)探測(cè)具有重要的意義。
　　本文實(shí)驗(yàn)測(cè)試小尺寸煤樣在加熱破裂過程中的聲發(fā)射、電位信號(hào),研究煤樣升溫過程中的聲電信號(hào)特征規(guī)律,分析揮發(fā)分對(duì)小尺

2、寸煤樣聲電信號(hào)的影響;建立堆煤加熱聲電測(cè)試分析系統(tǒng),研究加熱過程堆煤表面溫度場(chǎng)變化規(guī)律,分析單個(gè)測(cè)點(diǎn)加熱過程中的聲發(fā)射、電位信號(hào)特征規(guī)律,研究堆煤表面距熱源相同及不同距離測(cè)點(diǎn)的聲發(fā)射、電位信號(hào)的變化特征。結(jié)合煤體熱破裂特征,分析煤體受熱損傷過程的聲發(fā)射、電位機(jī)理。
　　主要研究成果有:
　　(1)煤體加熱過程中,小尺寸煤樣的聲發(fā)射信號(hào)呈現(xiàn)先上升又緩慢下降,最后趨于穩(wěn)定的變化特征,電位信號(hào)呈現(xiàn)微弱-逐漸增強(qiáng)-下降的變化特征;與

3、揮發(fā)分含量小的煤樣相比,揮發(fā)分含量大的煤樣在加熱初期電位信號(hào)有較大變化,聲發(fā)射信號(hào)上升趨勢(shì)也更為明顯且實(shí)驗(yàn)過程中聲發(fā)射、電位信號(hào)的變化幅度較大。
　　(2)堆煤試樣在加熱初期,表面溫度分布均勻,隨后出現(xiàn)分散的高溫區(qū)域,隨著加熱的不斷進(jìn)行高溫區(qū)域逐漸集中在堆煤的中部。
　　(3)堆煤試樣在加熱過程中也會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射和電位信號(hào),各測(cè)點(diǎn)的聲發(fā)射、電位信號(hào)與其溫度的變化有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,堆煤表面溫度低于80攝氏度時(shí),聲發(fā)射和電位信號(hào)稀

4、少甚至沒有;在80~120攝氏度時(shí),聲發(fā)射和電位信號(hào)開始活躍;當(dāng)溫度大于120攝氏度以后,聲發(fā)射和電位信號(hào)不斷增強(qiáng),直到達(dá)到聲發(fā)射和電位信號(hào)的最大值。
　　(4)堆煤試樣中距熱源距離相同的測(cè)點(diǎn)其聲電信號(hào)變化趨勢(shì)大致相同,隨著溫度的升高,聲電信號(hào)不斷增強(qiáng);距熱源較近的測(cè)點(diǎn)與較遠(yuǎn)的測(cè)點(diǎn)相比,溫升速度大且測(cè)點(diǎn)的溫度較高,使其早期就有明顯的聲電信號(hào),且整個(gè)加熱過程的聲電信號(hào)變化幅度較大;同一測(cè)點(diǎn)的聲發(fā)射和電位信號(hào)變化趨勢(shì)有較好的一致性,隨