含瓦斯型煤破坏临界慢化前兆特征研究

孔祥国¹，王恩元¹，胡少斌²，刘晓斐¹，许昭勇¹，湛唐啟¹

1. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室安全工程学院2. 中国科学院武汉岩土力学研究所

摘 要：针对煤岩破坏前兆信号的有效性,开展了等效围压下的含瓦斯型煤加载试验,采集了加载破坏过程中的声发射信号,基于临界慢化原理计算了声发射计数-时间序列的方差和自相关系数,分析了煤样破坏的前兆信号.结果表明:等效围压下,含瓦斯煤在压缩破裂过程中,声发射累计计数随时间的响应经历了初始活跃期、稳定增长期、加速增长期和峰后衰减期;不同围压-孔隙压力下煤样压缩破裂声发射特征均存在临界慢化现象,声发射计数序列的方差和自相关系数在煤样破坏前均出现了增大并持续增加的趋势,可以作为煤样破坏的前兆信号.相比声发射累计计数所表征的前兆信号,缩短了前兆信号与破坏点之间的时间差,前兆信号对应的载荷也更接近试样所能承受的最大载荷,更加表明试样确实进入危险破裂阶段.

关键词：声发射;临界慢化;前兆信号;含瓦斯煤;破坏;