脉冲放电应力波致裂不同煤阶煤体规律研究

为了揭示脉冲放电应力波加载条件(峰值压力)对不同煤阶煤体致裂效果及其振动速度变化规律,利用PFC 2D软件对不同加载条件下裂纹扩展规律及振动衰减进行了研究。研究结果表明:随着峰值压力的增大,裂隙数目、破裂面积都呈现出先增大后减小的趋势,15 MPa峰值压力下,肥煤、焦煤的裂纹数目、破裂面积达到最大;不同煤阶煤体达到裂纹数目最多时,煤阶越高所需要的峰值压力越大,相同峰值压力下煤阶越低,煤体产生的裂纹越多,致裂效果越好;验证了峰值压力与振动峰值速度有关,随着峰值压力的增大,速度呈现出先加快后减慢的趋势,在15 MPa峰值压力下,肥煤、焦煤的振动衰减幅度比较平缓、持续时间比较长,无烟煤在35 MPa峰值压力下衰减最平缓,故不同峰值压力下振动峰值速度不同。

预制裂纹对水中高压电脉冲致裂煤岩体的影响

为了探究预制裂纹对水中高压电脉冲致裂煤岩体的影响,提高矿区煤岩层渗透性,分别对包含和不含预制裂纹煤岩体相似试样进行了高压电脉冲致裂试验;在此基础上,运用PFC数值模拟软件,建立不同峰值压力下的包含和不含预制裂纹煤岩体模型进行致裂模拟。试验和模拟结果均表明:预制裂纹对高压脉冲放电致裂煤岩体有一定的促进作用;预制裂纹对裂纹的扩展具有一定的导向作用,但裂纹最终沿平行于最大主应力的方向进行扩展;随着峰值压力越高,预制裂纹旁形成的裂纹网络发育得越丰满、沿着预制裂纹的端头向外延伸的裂纹长度减小、与不含预制裂纹的力链断裂数目差值也在减小。

锚杆无损检测反射信号分形分析及其应用研究

为了避免锚杆无损检测过程中反射信号特征点难以识别的问题,将分形维数中的盒维数引入到锚杆无损检测反射信号的分析之中。为研究锚杆极限承载力与盒维数的关系,通过设置干沙填充的缺陷段、制作不同配比的锚固剂分别从锚固缺陷程度和锚固剂性质两个角度来进行研究。在古交东曲矿井下实地进行了锚杆反射信号的采集并在分析完成后进行了拉拔检测。结果表明:锚杆中的缺陷数目越多,极限承载力越小,响应曲线盒维数越高;锚固剂性质随含砂率增高而改变,极限承载力先增高后降低,响应曲线盒维数增大;在矿区同段巷道内(锚固剂性质相同),响应曲线盒维数越大,工作荷载越大,锚固极限承载力则呈现变小的趋势。

水中高压电脉冲放电致裂不同强度煤体效果研究

为探明高压脉冲放电技术对不同物理力学特性煤体的致裂效果,用相似材料替代煤岩地层,运用高压脉冲放电系统对不同强度的相似材料进行水中放电致裂实验并分析致裂效果。研究表明:宏观来看,试样强度越大,形成贯通裂纹所需脉冲放电次数越多,所需要的能量也就越大;试样强度越小,形成贯通裂纹后的试样钻孔内部裂隙发育越丰富。裂纹的扩展程度都呈现三个阶段,即准备阶段、发展阶段和破环阶段;但随着试样强度的增大,准备阶段的次数增加,即需要更大能量为发展阶段做准备。裂纹的扩展速度都呈现出“慢-快-慢”的趋势。微观上来看,钻孔周围的裂纹随实验次数增加明显变宽,直至破碎,而这种现象随着距钻孔的距离越大越不明显。