煤炭学报

作者：王恩元, 李德行, 刘晓斐, 王冬明,

关键词：受载煤体, 微电流, 力学行为, 前兆响应, 监测预警,

利用建立的受载煤体微电流测试系统，开展不同加载条件下煤样微电流测试试验，研究揭示煤体受载变形微电流效应，分析煤体受载变形过程微电流响应特征，研究微电流与煤体力学行为间的定量关系，提出微电流法预测煤岩动力灾害的原理，结合现场实践结果，对微电流技术的应用前景进行展望。结果表明，煤体受载变形能够产生微电流，微电流变化与应力变化具有较好的一致性，微电流与煤体力学行为(应力、应变、应变率等)紧密相关，在压密阶段和塑性变形阶段，微电流随应变率增加而增加，在弹性变形阶段随应力和应变线性增加；煤体在扰动载荷下能够产生随应力周期性变化的微电流，即脉动直流电，其变化与应力变化一致。微电流对煤体破坏具有较好的前兆响应，微电流在加速增加过程(塑性变形阶段)中的异常波动可作为煤体渐进性破坏的前兆特征，微电流在衰减过程中的脉冲式波动可作为煤体蠕变破坏的前兆特征。煤体受载微电流效应及现场应力梯度的存在，是矿井微电流测试的重要基础；微电流与煤体力学行为间的紧密相关性，是利用微电流技术观测煤岩体应力的重要前提；微电流对煤体破坏具有明显的前兆响应，是利用微电流技术预测预报煤岩动力灾害的重要保障。微电流技术具有响应灵敏度高、前兆信息明显和抗干扰能力强的优点，在煤岩体应力观测及煤岩动力灾害预警中具有很好的应用前景。未来需进一步开展受载煤岩微电流基础理论及应用技术方面的研究，为发展煤岩动力灾害精准时空监测预警的微电流法提供支撑。

来源：2024年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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