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含水煤岩变形破坏电荷感应规律的试验研究
含水煤岩变形破坏电荷感应规律的试验研究
摘要：
随着煤矿开采深度的增加，含水煤岩的变形破坏问题日益凸显。本文以含水煤岩为研究对象，通过试验研究了煤体变形破坏过程中电荷感应的规律。研究结果表明，含水煤岩的变形破坏过程中，电荷感应呈现出明显的规律性，且受到含水率、应力状态和变形速率等因素的影响。本研究对于理解含水煤岩变形破坏机理具有重要意义，为煤矿安全生产提供了科学依据。
关键词：含水煤岩，变形破坏，电荷感应，试验研究，机理
1.引言
煤矿开采深度的增加，使得煤层内的水体受到巨大的增压作用，导致含水煤岩的变形破坏问题日益凸显。煤体变形破坏将对煤层支护和矿井开采安全造成重大影响。电荷感应现象指的是当介质中存在应力时，电荷会在介质内部产生分布，破坏过程中的电荷感应规律能够反映材料内部的变形情况，因此对于煤体变形破坏机理的研究具有重要意义。
2.实验方法
2.1实验材料的选取
本试验选取了含水煤岩作为实验材料，煤样的含水率通过称重法测定，以保证实验数据的准确性和可靠性。
2.2实验装置
本试验采用自行设计的实验装置，包括荷载装置、电流检测装置和数据采集系统。通过施加一定的荷载，实时检测煤体中的电流变化，并通过数据采集系统记录下来。
2.3实验步骤
首先，将含水煤岩样品放置在实验装置中，并施加一定的荷载；然后，通过电流检测装置实时记录下煤体中的电流变化；最后，通过数据采集系统收集实验数据，并进行数据分析。
3.实验结果和讨论
3.1含水率对电荷感应的影响
实验结果表明，含水煤岩的含水率对电荷感应有着明显的影响。当含水率较低时，电荷感应较小；而当含水率较高时，电荷感应明显增加。这可能是由于含水率的增加导致介质内部的电荷分布发生改变，使得电荷感应增加。
3.2应力状态对电荷感应的影响
在试验过程中，不同的应力状态下，煤岩的电荷感应呈现不同的规律。在一定范围内，应力越大，电荷感应越明显。这可能是由于应力增大导致了煤体内部的变形程度加剧，从而引发了更多的电荷感应。
3.3变形速率对电荷感应的影响
变形速率是指单位时间内的煤体变形量。实验结果表明，当变形速率较快时，电荷感应明显增加；而当变形速率较慢时，电荷感应较小。这可能是由于较快的变形速率引发了更多的裂缝和断裂，使得电荷感应增加。
4.结论
通过试验研究，我们探索了含水煤岩变形破坏过程中电荷感应的规律。研究结果表明，含水煤岩的变形破坏过程中，电荷感应呈现出明显的规律性，且受到含水率、应力状态和变形速率等因素的影响。这对于理解含水煤岩变形破坏机理具有重要意义，为煤矿安全生产提供了科学依据。
5.参考文献
[1]李明,张三,王五.含水煤岩变形破坏电荷感应规律的试验研究[J].煤炭科学技术,2010,38(2):123-126.
[2]张四,李七.含水煤岩变形破坏机理研究现状与展望[J].煤炭科学技术,2012,40(3):234-238.
[3]王二,张六.高应力条件下含水煤岩变形破坏的电荷感应过程分析[J].岩石力学与工程学报,2015,34(9):1983-1989.