含水煤岩变形破坏过程电荷感应和微震信号特征试验研究

摘要

为了监测煤层注水减弱煤层的冲击倾向性和底板突水增加矿井冲击危险性的效果，利用电荷感应和微震同步监测系统，对平顶山矿井的原煤和砂岩开展单轴压缩下不同含水率煤岩的电荷感应和微震监测试验，获得了不同含水率原煤和砂岩变形破裂过程的电荷感应和微震信号特征。试验结果表明：随着含水率的增大，煤岩峰值应力减小，冲击倾向性减弱，经过浸泡饱和后煤样的峰值应力和砂岩的峰值应力分别降低了21.8%和31.1%;随着含水率的增大，煤样变形破裂过程中产生的电荷感应和微震信号事件数都减小，信号强度也降低，电荷感应与微震信号均方值幅值减小，而砂岩变形破裂过程中产生的电荷感应和微震信号事件数却增多，信号强度也增强；煤岩变形破裂过程产生的电荷感应信号受水的影响比微震信号受水的影响大。煤层注水后有效降低了矿井的冲击危险性，煤层变形破裂过程产生的电荷感应和微震信号变弱；矿井底板突水时提高了矿井冲击危险性，从而底板变形破裂过程产生的电荷感应和微震信号增强。