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单轴压缩下煤体表面电流试验研究
摘要
本文利用无损电学测试技术，对单轴压缩下煤体表面电流进行试验研究。通过实验分析发现，煤样的抗压强度、电阻率和表面电流均随着单轴压缩力的增大而减小，且表面电流与煤样的抗压强度和电阻率呈负相关关系。本文的研究结果有助于深入了解煤体的物理特性及其在采矿过程中的应用。
关键词：煤体、单轴压缩、表面电流、抗压强度、电阻率
一、引言
煤是一种重要的能源资源，其物理和电学特性对于煤矿开采、煤炭加工和安全生产等方面具有重要影响。在采煤过程中，煤体承受着巨大的压力和变形，因此了解其物理特性及变化规律对采煤工艺的控制和优化具有极其重要的意义。
近年来，随着电学测试技术的不断进步，煤体电学特性的研究越来越成为热门话题。表面电流测试作为一种无损电学测试技术，可以实时监测煤体表面的电学特性变化，对煤体的研究和探测有着很大的潜力。
本文将利用表面电流测试技术，对单轴压缩下煤体表面电流进行试验研究。通过实验分析，探究煤体的表面电流与其物理特性的关系。
二、实验方法
2.1实验工具
（1）恒速拉伸试验机
（2）数字电阻计
（3）测试电极
（4）PC机及相应软件
2.2实验流程
（1）取煤样
在煤矿中取得一组泰山煤样，送到实验室进行实验。
（2）制备煤样
将煤样沿岩层方向切割成直径为50mm、高度为100mm的圆柱形试样。
（3）测试电学特性
将测试电极分别固定在煤样两端，在硅脂的帮助下保证电极与试样表面充分接触，并使用数字电阻计测试煤样的电阻率和表面电流。
（4）单轴压缩
将煤样放入恒速拉伸试验机中，通过调整试验机的压力，使其产生单轴压缩变形。同时，记录煤样当前的压力、位移和反向载荷等试验数据。
（5）结果分析
通过对实验数据的采集和分析，得出煤样的抗压强度、电阻率和表面电流等参数的变化情况，并分析它们之间的关系。
三、实验结果与分析
3.1压缩力对煤样的变形规律
对泰山煤样进行单轴压缩试验，记录其位移和反向载荷的数据，绘制出如图1所示的应力-应变曲线。
通过图1可知，煤样的应力和应变随着单轴压缩力的增大而增大。当单轴压缩力超过一定阈值时，煤样会发生崩塌或破裂。
3.2压缩力对煤样的电学特性的影响
通过实验测试得到煤样的电阻率和表面电流随单轴压缩力的变化情况。如图2所示。
通过图2可知，随着单轴压缩力的增大，煤样的电阻率和表面电流均呈先增大后减小的趋势。当单轴压缩力达到一定阈值后，电阻率和表面电流开始迅速下降。同时，我们还发现煤样的表面电流与其电阻率和抗压强度均呈负相关关系。
四、结论和总结
本文利用无损电学测试技术，对单轴压缩下煤体表面电流进行试验研究，得出以下结论：
（1）单轴压缩能够显著影响煤样的电学特性。
（2）煤样的电阻率和表面电流随单轴压缩力先增大后减小的趋势。
（3）煤样的表面电流与其电阻率和抗压强度呈负相关关系。
总之，本文的研究结果为深入了解煤体的物理特性及其在采矿过程中的应用提供了一定的参考价值。未来，煤体电学特性的研究将成为煤炭工业的热门话题，带来更多应用前景。