煤样破裂表面电位多重分形特征

刘杰^1,2，王恩元^1,2，李忠辉^1,2，马衍坤³

1. 中国矿业大学安全工程学院2. 中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室3. 安徽理工大学能源与安全学院

摘 要：为深入分析煤样受载破裂机制,试验研究了煤样单轴压缩下表面电位变化规律,应用多重分形统计理论分析表面电位信号,计算其多重分形谱,并分析多重分形谱特征参数随加载过程的变化规律。研究结果表明:煤样表面电位信号存在多重分形特征,在较大尺度内满足标度不变性;不同尺寸的试样,表面电位信号多重分形谱呈右钩状;多重分形谱特征参数Δα和Δf的变化规律与试样受载变形破裂过程具有良好的对应关系,Δα和Δf经过较长时间平稳升高后迅速下降的趋势改变可以作为破裂的前兆信息,对试样失稳进行提前预警。

关键词：表面电位;时间序列;多重分形谱;特征参数;