煤岩变形破裂的电磁辐射共71页

《煤岩破裂过程红外辐射特性研究》篇一一、引言煤岩作为地球的重要组成部分，其破裂过程的研究对于地质学、采矿工程、地震学等领域具有重要意义。

在煤岩破裂过程中，红外辐射作为一种重要的物理现象，其特性的研究对于理解煤岩破裂机制、监测煤岩破裂过程以及预测地质灾害等具有潜在的应用价值。

本文旨在研究煤岩破裂过程中红外辐射特性的变化规律，为相关领域的研究提供理论依据。

二、煤岩破裂过程概述煤岩破裂过程是一个复杂的物理过程，涉及到多种因素的作用。

在煤岩破裂过程中，由于内部应力的作用，煤岩体会发生形变、裂纹扩展等现象。

同时，伴随着能量释放和热效应的产生，红外辐射作为一种热辐射现象，在这一过程中起着重要作用。

三、红外辐射基本原理红外辐射是电磁波的一种，其波长介于可见光与微波之间。

在煤岩破裂过程中，由于能量释放和热效应的产生，煤岩体会产生红外辐射。

红外辐射的特性受到多种因素的影响，包括煤岩的成分、结构、温度、压力等。

因此，研究煤岩破裂过程中的红外辐射特性，需要综合考虑这些因素的影响。

四、煤岩破裂过程中红外辐射特性的实验研究为了研究煤岩破裂过程中红外辐射特性的变化规律，我们设计了一系列实验。

首先，我们选取了不同成分、不同结构的煤岩样品，进行单轴压缩实验，模拟煤岩破裂过程。

在实验过程中，我们使用红外探测器记录了煤岩样品在破裂过程中的红外辐射信号。

通过对实验数据的分析，我们发现煤岩破裂过程中红外辐射强度与应力、温度等因素密切相关。

五、煤岩破裂过程中红外辐射特性的分析根据实验结果，我们分析了煤岩破裂过程中红外辐射特性的变化规律。

在煤岩破裂初期，由于应力集中和能量释放，红外辐射强度逐渐增强。

随着裂纹的扩展和煤岩体的破碎，红外辐射强度达到峰值。

随后，由于能量释放的减少和热效应的减弱，红外辐射强度逐渐降低。

此外，我们还发现不同成分、不同结构的煤岩样品在破裂过程中产生的红外辐射特性存在差异。

六、结论与展望通过研究煤岩破裂过程中红外辐射特性的变化规律，我们得到了以下结论：1. 煤岩破裂过程中会产生红外辐射，其特性受到煤岩成分、结构、温度、压力等多种因素的影响。

《煤岩破裂过程红外辐射特性研究》篇一一、引言煤岩是一种常见的矿物资源，在开采、加工和利用过程中常常伴随着破裂现象。

破裂过程往往伴随着能量转换和释放，而红外辐射作为能量释放的一种形式，在煤岩破裂过程中扮演着重要角色。

本文旨在研究煤岩破裂过程中红外辐射的特性，为煤岩开采、加工和利用过程中的安全监测与控制提供理论依据。

二、文献综述在过去的研究中，学者们对煤岩破裂过程中的红外辐射特性进行了广泛的研究。

研究表明，煤岩破裂过程中产生的红外辐射与煤岩的物理性质、化学性质以及破裂过程中的能量转换密切相关。

此外，红外辐射的特性还受到环境因素如温度、湿度等的影响。

目前，关于煤岩破裂过程中红外辐射特性的研究尚处于探索阶段，仍需进一步深入。

三、研究内容本研究以煤岩破裂过程中产生的红外辐射为研究对象，采用实验和理论分析相结合的方法，对煤岩破裂过程中的红外辐射特性进行深入研究。

1. 实验方法实验采用红外辐射测量仪对煤岩破裂过程中的红外辐射进行实时监测。

在实验过程中，通过改变煤岩的物理性质、化学性质以及环境因素，观察红外辐射的变化规律。

同时，采用高速摄像机记录煤岩破裂过程的图像，以便后续分析。

2. 数据处理与分析实验数据包括红外辐射强度、波长、时间等。

通过对这些数据进行处理和分析，可以得出煤岩破裂过程中红外辐射的特性。

首先，对红外辐射强度进行统计分析，得出不同条件下红外辐射强度的变化规律。

其次，对红外辐射波长进行分析，研究不同波长红外辐射的来源和产生机制。

最后，结合高速摄像机记录的图像，分析煤岩破裂过程中红外辐射的空间分布特性。

3. 结果与讨论通过实验和数据分析，得出以下结论：（1）煤岩破裂过程中产生的红外辐射强度与煤岩的物理性质、化学性质以及环境因素密切相关。

在一定的条件下，红外辐射强度随煤岩破裂的进行而增强。

（2）不同波长的红外辐射在煤岩破裂过程中具有不同的产生机制。

短波长红外辐射主要来自于煤岩表面的热辐射，而长波长红外辐射则主要来自于煤岩内部的热传导和热对流。

第23卷第23期岩石力学与工程学报23(23:3948~3953 2004年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.,2004单轴压缩煤岩变形破裂电磁辐射与应力耦合规律的研究*肖红飞1何学秋2冯涛1王恩元2朱川曲1郑百生2(1湖南科技大学能源与安全工程学院湘潭 411201 (2中国矿业大学能源科学与技术学院徐州 221008摘要利用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了单轴压缩条件下煤岩变形破裂过程中产生的电磁辐射(EME强度与煤岩内部应力之间的耦合规律。

在煤岩材料损伤特性和强度统计理论的基础上,研究了受载煤岩变形破裂的三维力-电耦合本构关系,从理论上分析了煤岩变形破裂过程中电磁辐射强度和脉冲数与加载应力之间的关系,认为它们之间的关系可以用多项式来表征。

煤岩变形破裂过程中的力-电耦合计算结果表明:EME 先是逐渐增加,达到一个峰值后快速降低,这与实验测定结果的趋势是一致的;加载速度越大,EME信号也越强;随着煤岩样品强度的增加,EME也是逐渐增大的,其中强度最高的砂岩产生的EME强度也最大,以下依次是泥岩、硬煤和中硬煤。

这些都说明采用的模型和计算方法是合理的,可以有效地模拟煤岩单轴压缩过程电磁辐射信号的变化规律。

关键词岩石力学,单轴压缩,煤岩变形破裂,电磁辐射(EME,力-电耦合,数值模拟,FLAC分类号TD 313 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(200423-3948-06RESEARCH ON COUPLING LAWS BETWEEN EME AND STRESS FIELDS DURING DEFORMATION AND FRACTURE OF COAL AND ROCK INUNIAXIAL COMPRESSIONXiao Hongfei1,He Xueqiu2,Feng Tao1,Wang Enyuan2,Zhu Chuanqu1,Zheng Baisheng2 (1College of Energy and Safety Engineering,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411201 China (2College of Energy Science and Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008 ChinaAbstract Based on the laboratory experiment,theoretical analysis and numerical simulation,the coupling laws between electromagnetic emission (EME intensity and stress fields during the deformation and fracture of coal and rock in uniaxial compression are researched in this paper. On the basis of damage characteristics and statistical strength theory of the brittle material like coal and rock,the three dimensional coupling relationship between EME intensity and stress is researched. The relations among the EME intensity,pulse numbers and stress are analyzed theoretically. The theoretical analysis shows that the coupling relationship can be expressed by multinomial approximately. The testing results show that the EME signal increases with stress approximately with the relation of cubic multinomial,the signal of EME emitted in the course of deformation and fracture of coal or rock in compression is relevant to the stress basically,and the intensity and pulse of EME increase with the stress, deformation and fracture. The results of coupling calculation show that the EME signal first increases to a summit2003年9月4日收到初稿,2003年11月3日收到修改稿。

煤样变形破坏峰值前后电磁辐射特征研究1窦林名1，王云海2，何学秋1，王恩元11中国矿业大学能源与安全工程学院， “煤炭资源与安全开采”国家重点实验室（221008 ）2 中国安全科学研究院，北京（100029）email:lmdou@摘要：煤岩在变形破坏过程中产生电磁辐射现象。

试验表明，电磁辐射水平与应力水平的关系密切，不同煤岩峰前阶段的电磁辐射随着应力的增加而起伏增强；峰后阶段电磁辐射在峰值强度后随着应力的降低呈上升的趋势，之后随着应力下降，电磁辐射逐渐下降。

煤岩变形破坏峰后电磁辐射与峰前电磁辐射的比值可作为冲击倾向的电磁辐射指数。

该指数与现有的冲击倾向指标有很好的线性关系，是电磁辐射预测煤岩冲击倾向性及冲击危险程度的重要指标，这为冲击矿压的防治打下良好的基础。

关键词：冲击破坏；电磁辐射；峰前；峰后；冲击倾向性；电磁辐射冲击倾向指数近年来煤岩破裂电磁辐射效应的研究，无论是在理论研究方面，还是在应用研究方面，都取得了进展。

文[1-9]对载荷作用下纯煤、岩样的电磁辐射特性及规律进行了研究，发现电磁辐射信号在受载煤岩的变形破裂过程中，电磁辐射信号呈逐渐增强的趋势，电磁辐射信号较声发射信号丰富等。

按照现有的实验和理论研究成果[1,2]，煤岩变形破坏应力应变曲线可以分为压密阶段、线弹性阶段、弹塑性阶段、塑性软化阶段和残余强度阶段。

以峰值应力为界，煤岩全应力应变曲线可分为峰前区和峰后区两部分，峰前区包括压密阶段、线弹性阶段和弹塑性阶段，其应力应变关系总的符合弹塑性力学和损伤力学的规律；峰后区包括塑性软化阶段和残余强度阶段，其特点是变形破坏只集中在局部区域，具有局部化的特征，煤岩的破坏方式为冲击破坏和稳定破坏。

文章主要研究煤岩变形破裂峰值前后电磁辐射的变化规律，这对于电磁辐射预测煤岩冲击破坏及冲击矿压灾害具有非常重要的实际意义。

1．试验系统把天然状态下的煤样加工成直径50mm，高度总和100mm的标准试样进行试验。

煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应的力电耦合规律
撒占友;何学秋;王恩元
【期刊名称】《地球物理学报》
【年(卷),期】2006(049)005
【摘要】理论分析了煤岩变形破坏过程中电磁辐射脉冲数与损伤之间的关系,探讨了煤岩变形破坏电磁辐射产生机制及电磁辐射记忆效应的力电耦合规律,建立了等围压三轴应力状态下含瓦斯煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应的力电耦合模型,实验测定并分析了单轴压缩状况下含瓦斯煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应的力电耦合规律.结果表明,含瓦斯煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应力电耦合模型很好地反映了煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应特征规律和微观损伤机理.
【总页数】6页(P1517-1522)
【作者】撒占友;何学秋;王恩元
【作者单位】青岛理工大学安全工程系,青岛,266520;中国矿业大学能源与安全工程学院,徐州,221008;中国矿业大学能源与安全工程学院,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.FLAC在煤岩变形破裂力电耦合规律研究中的应用 [J], 肖红飞;何学秋;冯涛;王恩元;郑百生
2.煤岩变形破坏电磁辐射规律及其应用研究 [J], 秦玉红
3.煤岩变形破坏电磁辐射记忆效应实验研究 [J], 撒占友;何学秋;王恩元;于广明
4.基于力电耦合煤岩特性对煤岩破裂电磁辐射影响的研究 [J], 肖红飞;何学秋;冯涛;王恩元
5.煤岩破坏电磁辐射记忆效应特性及产生机制 [J], 撒占友;何学秋;王恩元
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《煤岩破裂过程红外辐射特性研究》篇一一、引言煤岩作为地球的重要组成部分，其破裂过程的研究对于地质学、采矿工程、地震学等领域具有重要意义。

在煤岩破裂过程中，由于内部结构的改变和能量的释放，常伴随着红外辐射的产生。

因此，对煤岩破裂过程中红外辐射特性的研究，不仅有助于了解煤岩破裂的物理机制，还能为相关领域的监测和预测提供理论支持。

本文旨在研究煤岩破裂过程中的红外辐射特性，为相关领域的研究和应用提供参考。

二、煤岩破裂过程概述煤岩破裂过程是一个复杂的物理过程，涉及到内部应力的变化、能量的释放以及物质结构的改变。

在破裂过程中，煤岩内部的应力逐渐增大，当达到一定限度时，煤岩发生破裂，同时伴随着能量的释放。

这一过程中，由于内部结构的改变和能量的释放，会产生大量的红外辐射。

三、红外辐射基本原理红外辐射是电磁波的一种，其波长介于可见光和微波之间。

在煤岩破裂过程中，由于内部结构的改变和能量的释放，会产生大量的红外辐射。

这些红外辐射的强度、波长和频率等特性与煤岩的物理性质、破裂过程以及外部环境等因素密切相关。

四、煤岩破裂过程中的红外辐射特性研究（一）实验方法为了研究煤岩破裂过程中的红外辐射特性，我们采用了实验室模拟实验和现场观测相结合的方法。

在实验室中，我们使用高压设备对煤岩样品进行加载，模拟煤岩的破裂过程，并使用红外辐射测量设备对产生的红外辐射进行测量。

在现场，我们则对矿区内的煤岩破裂过程进行观测，并使用红外辐射测量设备对产生的红外辐射进行记录和分析。

（二）实验结果及分析通过对实验数据的分析，我们发现煤岩在破裂过程中产生的红外辐射具有以下特性：1. 红外辐射强度与煤岩的物理性质密切相关。

不同种类的煤岩在破裂过程中产生的红外辐射强度存在差异。

2. 红外辐射的波长和频率与煤岩的破裂过程密切相关。

在煤岩破裂的不同阶段，产生的红外辐射的波长和频率存在差异。

3. 外部环境对煤岩破裂过程中产生的红外辐射也有影响。

如温度、湿度等因素会影响红外辐射的强度和分布。

·“一通三防”·文章编号:1003-496X (2003)05-0008-04煤岩破裂电磁辐射预测临界值的选取及应用肖红飞,何学秋,王恩元,撒占友(中国矿业大学能源科学与工程学院,江苏徐州221008)摘　要:本文阐述了非接触电磁辐射法预测煤与瓦斯突出、岩爆、冲击地压等动力灾害现象的基本原理,系统地分析了电磁辐射预测指标临界值的影响因素;研究了临界值确定的具体方法。

煤与瓦斯突出电磁辐射方法预测的实际应用效果表明,该方法是有效可行的。

关键词:煤岩破裂;电磁辐射;预测;临界值;煤与瓦斯突出中图分类号:TD713+.1 文献标识码:A1　电磁辐射预测法的基本原理岩爆、冲击地压等动力灾害是煤岩体等在地应力(包括构造应力)作用下发生变形破坏的过程。

在掘进或回采空间形成后,工作面煤岩体失去应力平衡,处于不稳定状态,必然要发生变形或破裂,以向新的应力平衡状态过渡,即发生流变;煤岩体中的流体(如瓦斯、水等)也失去动态平衡,在流体压力梯度的作用下,从煤岩体中间向工作面空间涌出,这两种过程均会引起电磁辐射。

即使当工作面煤岩体处于基本稳定状态时,因其仍然承受着上覆岩层的应力作用,同样会产生电磁辐射。

如图1所示,在松驰区,岩石或煤体已发生图1　工作面煤体内电磁辐射(E )和应力(σ)分布示意屈服,内部形成了大量的裂隙并呈破碎状态,已不能承受太大的应力作用。

由松驰区到应力集中区,应力及流体压力越来越高,因此在垂直于煤壁的内部方向上单位岩石或煤体产生的电磁辐射信号也越来越强。

在应力集中区,应力和流体压力达最大值,因此变形破裂过程也较强烈,产生的电磁辐射信号也最强。

越过峰值区后进入原始应力区,不同深度方向上电磁辐射源产生的电磁辐射的强度将有所下降。

采用非接触电磁辐射法测定的是总体电磁辐射强度和脉冲数,是不同深度岩石或煤体的电磁辐射场测试地点的叠加反映,预测范围包含了应力松驰区和应力集中区。

综上所述,应力和流体压力越高,突出危险越大。

受载煤体变形破裂微波辐射前兆规律的实验研究王恩元;王云刚;李忠辉;刘晓斐;赵恩来【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2011(054)009【摘要】The effect and laws of microwave radiation of coal samples under uniaxial compression are experimentally studied and theoretically analyzed. Experiment results show that loading coal samples have the microwave radiation effect under the condition of uniaxial compression and accordingly in the frequency band of 6. 6 GHz, and the microwave radiation precursors indicating the failure of loading coal have 3 types. Based on the dielectric physics the phenomena in the experiment are explained scientifically and rationally. The brightness temperature vary maximum value of the coal under the uniaxial compression condition is 1.9 to 2. 7 K, which shows that the microwave radiation effect is superior to the infrared radiation effect. With principles of microwave remote sensing, the influent factors on the microwave emission effects of the loading coal samples are analized. Study results show that the microwave radiation precursor laws of loading coal make the microwave remote technology have a more widespread application prospect to predict the dynamic catastrophe of coal.%对煤体在单轴压缩条件下的微波辐射效应和规律进行了实验研究.实验结果表明,受载煤体具有微波辐射效应,在煤体的变形破裂过程中伴随有6.6 GHz微波辐射信号产生,其前兆规律具有3种类型.基于电介质物理学对实验现象进行了解释.在单轴压缩实验中,煤体的亮温最大变化值为1.9～2.7K,这表明煤体的微波辐射特性明显优于红外辐射特性.运用微波遥感基本原理的理论知识,分析了受载煤体变形破裂过程中微波辐射特性的影响因素.利用受载煤体变形破坏过程中的微波辐射前兆特性预报煤岩动力灾害具有广泛的应用前景.【总页数】8页(P2429-2436)【作者】王恩元;王云刚;李忠辉;刘晓斐;赵恩来【作者单位】煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作454003;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.含瓦斯煤体孔隙结构与受载细观变形特征规律研究 [J], 聂百胜;杨龙龙;李默庚;刘帅;张佳斌2.不同受载状态下含瓦斯煤体解吸规律试验研究 [J], 王珂;李波;温志辉;孙东辉3.受载煤体全应力-应变过程电阻率响应规律 [J], 王恩元;陈鹏;李忠辉;沈荣喜;徐剑坤;朱亚飞4.受载煤体电阻率变化规律的实验研究 [J], 陈鹏;王恩元;朱亚飞5.受载复合煤岩变形破裂电磁辐射中频信号规律试验研究 [J], 李鑫;杨桢;仝泽仁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

伴随岩石破裂的VLF,MF,HF和VHF电磁辐射特征的实验研
究
钱书清;任克新;吕智
【期刊名称】《地震学报》
【年(卷),期】1996(018)003
【摘要】许多国内外学者观测到伴随岩石破裂的电磁辐射现象，但实验结果不能解释实际观测记录的不同步现象，即有的台有异常，有的台没有异常；同一个观测台不同频段的信号也不同时出现．给地震预报工作带来不少困难．本实验结果可以解释不同步现象．实验采用单轴加压岩样直至破裂．不同频段的天线安置在远离岩样２ｍ的不同方位上．采用１４道磁带机同步记录岩样破裂全过程的电磁信号．实验结果表明：①岩样在主破裂过程中，４种频段都记录到了信号，但不同频率出现的时间有时不同步；②主破裂发生时刻电磁辐射强度最大。

【总页数】6页(P346-351)
【作者】钱书清;任克新;吕智
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P315.7
【相关文献】
1.用VLF/VHF信号大容量采集系统观测云地闪电放电过程 [J], 祝宝友;刘亦风;陶善昌
2.用于VLF/VHF频段的大功率巴伦设计 [J], 侯钧;陈根余;方建新;杨阳;黄亮
3.闪电VLF/VHF信号大容量采集系统及其现场实验 [J], 刘亦风;祝宝友;陶善昌
4.地闪和云闪初始击穿VHF/VLF辐射特征观测和比较 [J], 祝宝友;马明;陶善昌
5.地闪回击通道几何结构对VLF/VHF辐射场特征的影响 [J], 祝宝友;马明;陶善昌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。