微波辐射降低硬煤冲击倾向性试验研究 论文

如何有效地改变煤岩体物理力学性质是冲击地压防治领域亟待解决的关键难题，而微波致裂弱化法是解决这一难题的新途径。为探究微波致裂弱化法降低硬煤冲击倾向性的实效性，采用自主研制的微波辐射试验装置与C46.106型MTS电液伺服试验机，开展了煤体微波致裂弱化试验，研究了微波辐射对煤体的动态破坏时间、冲击能量指数、弹性能指数、单轴抗压强度和纵波波速的影响规律，确定了降低煤体冲击倾向性的最优微波参量范围;在此基础上，研究了微波辐射下冲击倾向煤体的损伤致裂效应，分析了微波对煤体的热效应、煤体损伤因子与微波参量之间的变化关系，揭示了煤层巷道微波致裂弱化防冲机理。结果表明:①微波致裂弱化法能有效降低或消除煤体冲击倾向性。煤体微波致裂后，煤样峰值强度大幅下降，应力-应变曲线峰后段应力降增多，使峰前积聚的总能量降低且分级释放，煤体由脆性向塑性转变;同时，煤样载荷-时间曲线峰后段表现出多台阶、分级跌落的特征，煤体积蓄的弹性能减少，从而导致煤体各项冲击倾向指标均有不同程度降低。②微波辐射对煤体的减冲效果表现为能量阈值现象，而在微波能量恒定条件下高功率-短时间的能量组合更有利于煤体减冲。③微波对煤体内各矿物