基于声发射特征的含水煤体钻屑法临界指标优化试验研究

蒙陕部分冲击地压矿井由于受到洛河组砂岩含水层的影响,煤层含水率过高钻屑煤粉泥化成团导致钻屑量始终不超标,钻屑法结果存在误差甚至失效,影响现场冲击地压危险的监测预警。基于此,以不同含水率煤体为研究对象,开展不同应力加载水平下的三轴加卸载钻进试验,探究含水率0、1.7%、3.7%和5.6%煤体钻进过程中声发射(AE)及其损伤空间特征,获取计算理论钻屑量数值的方法,通过理论与试验称量钻屑质量比确定煤体在不同含水条件下钻屑法临界指标。结果表明:(1)随应力水平和含水率增高,声发射事件呈现钻孔中心向周围扩散的现象,破坏趋势由剪切部分破坏向剪切整体破坏转变;(2)载荷水平和含水率对由声发射事件空间分布确立的损伤椭球体(DE)体积影响较大,损伤椭球体与声发射事件空间分布特征具有一致性,计算得出的损伤椭球体质量为含水煤体受到应力及钻杆切削作用的主要损伤空间质量M;(3)通过分析理论与试验称量钻屑质量整体变化趋势,发现含水煤体受到水的弱化作用后理论钻屑量有所增加,但相较于水的弱化作用,水的黏结占主导作用,导致现场收集的钻屑量偏小;(4)依据理论与试验称量钻屑质量比值得出不同含水率煤体的钻屑法修正系数H,当含水率为0~1.7%、1.7%~3.7%和3.7%~5.6%时,H分别取值1.00、2.32和4.05,当含水率大于5.6%时,钻屑法失效。