层理对煤体破坏中磁信号特征影响的数值模拟研究

为进一步完善煤矿动力灾害磁信号监测预警技术的相关机理,根据弹性力学、损伤力学、统计学等学科建立了煤体静载破坏中磁信号的力-磁耦合模型,结合RFPA2D软件,研究了层理性质、数量对试样破坏特征及磁信号变化特征的影响。结果表明:(1)不含层理试样以单斜面剪切破坏为主,含垂直层理试样以顺层理滑移剪切-拉伸破坏为主,含水平层理试样先产生局部拉伸破坏,随后裂纹出现发散状扩展;(2)整个加载过程中累积磁脉冲数及磁能可划分为4个阶段,其变化过程呈"零值段—缓慢增加段—跳跃增加段—平稳变化段"的趋势;(3)含垂直层理试样累积磁脉冲数及累积磁能远低于含水平层理试样,且两类试样累积磁能的差值幅度远高于累积磁脉冲数;(4)含水平层理试样,层理数量与其累积磁能及脉冲数呈现出很好的正线性相关关系,且累积磁能增幅远高于累积磁脉冲;对于含垂直层理试样,层理数量与累积磁能之间存在较好的线性负相关关系,而与累积磁脉冲数之间不存在明显关联特征。