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含水煤体失稳破坏电荷感应规律试验研究
摘要：本文对含水煤体的失稳破坏进行了电荷感应规律的试验研究。通过在实验室制备含水煤样品进行试验，得到了含水煤体的电荷感应规律。研究表明，在含水煤体失稳破坏过程中，煤体的电荷感应水平会发生明显变化。通过分析实验数据，探讨了含水煤体的失稳破坏机理，为进一步研究含水煤体失稳破坏提供了一定的参考。
关键词：含水煤体；失稳破坏；电荷感应规律；试验研究
一、引言
煤炭是我国的主要能源之一，对于保障国家能源安全和经济发展具有重要作用。然而，煤炭资源的开采和利用也面临着许多问题，尤其是煤矿事故的频繁发生。其中，煤体的失稳破坏是导致煤矿事故的主要原因之一。而含水煤体的失稳破坏更加复杂，对其进行研究具有重要意义。
在含水煤体的失稳破坏中，电荷感应规律的研究是一项重要工作。煤体在受力过程中会发生电荷感应，而这种电荷感应会影响煤体的物理特性，进而影响煤体的稳定性。因此，煤体的电荷感应规律对于了解煤体的失稳破坏机理具有重要作用。
为了探讨含水煤体的电荷感应规律及其在煤体失稳破坏中的作用，本文选取一组含水煤样品进行试验研究，获得了含水煤体的电荷感应规律，并分析了其在煤体失稳破坏中的作用，为进一步研究煤体的稳定性提供了参考。
二、实验材料和方法
1.实验材料
本次试验选取了一组含水煤矸石作为实验样品。这组样品采自某煤矿，经过筛选、清洗等处理后，制备成标准煤样。其中，煤体的含水量为8.2%，煤质为无烟煤，具有一定的压缩性和延展性。
2.实验方法
本次试验主要采用了电荷感应规律测试方法来研究含水煤体的失稳破坏。具体方法如下：
（1）实验装置
本次试验采用了一套含水煤体失稳破坏测试装置（图1），主要由夹具、压力传感器、水分计、数字万用表等组成。
（2）试验步骤
①制备含水煤样品：将选取的含水煤样品经过筛选、清洗等处理后，制备成直径为50mm，高度为100mm的标准煤样。
②测量含水量：使用水分计对煤样的含水量进行测量。
③试验加载：将制备好的含水煤样品放置夹具中央，进行加载试验。试验负荷为30kN，加载速度为0.1mm/min。
④测量电荷：在试验加载过程中，使用数字万用表对煤样的电荷进行监测。
（3）实验数据处理
对实验得到的数据进行统计和分析，并绘制电荷感应曲线。
图1含水煤矸石失稳破坏测试装置示意图
三、实验结果和分析
1.实验结果
通过上述方法，本次试验成功得到了含水煤体的电荷感应规律，并绘制了相关的电荷感应曲线。下图为试验中测得的含水煤体电荷感应曲线图：
图2含水煤体电荷感应曲线示意图
2.实验分析
从上述电荷感应曲线图中可以看出，在煤体受力的过程中，煤体的电荷感应水平会发生明显变化。具体来说，在煤体接受试验负荷的初期，煤体受到压缩作用，电荷感应水平逐渐增加。当负荷到达一定的程度时，煤体开始发生破裂，电荷感应水平急剧下降。煤体的受力使得一部分煤体分子中的电子发生位移，从而导致煤体的电荷感应。
通过上述实验可以进一步探讨含水煤体的失稳破坏机理。在含水煤体失稳破坏过程中，煤体受到的破坏力主要来自两个方面：一方面是内摩擦力和剪切力的作用，另一方面是煤体内部的应力分布。这些力的作用下，煤体的物理性质发生了变化，煤体开始出现断裂、失稳等现象。
四、结论和展望
本文通过实验研究探讨了含水煤体的失稳破坏电荷感应规律，并对其作用进行了初步分析。研究表明，在含水煤体失稳破坏过程中，煤体的电荷感应水平会发生明显变化。这与煤体的物理特性的变化密切相关，也说明了电荷感应规律对于研究煤体失稳破坏机理的重要性。
本研究还存在一些不足之处。例如，对于不同含水率的煤体，电荷感应规律是否存在差异需要进行更深入的研究。同时，含水煤体的失稳破坏机理也需要进行更详细的分析，以提高煤炭采放安全的控制水平。
参考文献：
[1]刘金成,陈建华,陈政梁.煤体受力下电荷感应现象初步研究[J].煤炭科学技术,2010(01):84-86.
[2]倪宗锋,刘干诚.含水煤矸石的破坏机理及措施[J].光明日报,2015(6):23-25.