煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验

摘要: 煤岩破裂是引发突水与煤柱失稳等矿山灾害的根本原因, 准确有效地对煤岩受力破裂过程 (裂隙发育过程) 进行监测预警, 是实现矿山保水开采和岩层控制的重要基础. 煤岩在受力破裂过程中, 伴随着应力调整会发生红外辐射变化, 为探索应力变化与红外辐射变化之间的量化关系, 提出煤样表面红外辐射方差突变系数新指标, 进行煤单轴加载红外辐射观测实验研究. 研究结果表明, 应力对单轴加载煤样的红外辐射普遍具有控制效应, 50 mm× 50 mm× 50 mm 煤样表现出控制效应的比例约为 93%; 50 mm× 50 mm× 100 mm 煤样表现出控制效应的比例约为 85%. 在红外辐射试验中, 煤样表面红外辐射方差突变系数平均达到煤样应力调整系数的 2 个数量级, 可运用此特征对承载煤岩体裂隙发育及破裂状况进行红外实时监测. 同时, 应力对红外射的控制效应具有时间滞后性, 50 mm× 50 mm× 50 mm 煤样的红外辐射方差突变平均滞后其应力调整时刻约 2. 7 s, 50 mm× 50 mm× 100 mm 煤样的红外辐射方差突变平均滞后其应力调整时刻约 2. 9 s.