煤損傷演化過程中的紅外輻射響應特征研究

杜園園，孫 海，馬立強，韓 杰，付 煜，李佳琦，王 偉

(1.遼寧石油化工大學 土木工程學院，遼寧 撫順 113001;2.中國礦業大學 深部煤炭資源開采教育部重點實驗室，江蘇 徐州 221116)

0 引 言

煤體損傷演化是嚴重影響煤礦安全生產的煤柱失穩、沖擊礦壓等動力災害研究中亟待突破的基礎理論和共性問題[1-2]。研究結果表明，紅外熱成像技術(可實現無損、遙感探測)已成為確定煤體損傷破裂范圍、檢測煤巖損傷與疲勞強度，乃至進行礦井瓦斯突出、突水和巖爆預警預測的潛在有效手段[3-5]。

煤巖的損傷演化過程與其表面的紅外輻射響應信息緊密相關[6-7]。為了描述煤巖損傷演化過程中的紅外輻射現象，學者進行了煤巖不同加載方式下的紅外輻射監測試驗[8-10]，發現了煤巖損傷破裂過程中的紅外輻射時空分布特征，以及煤巖破壞失穩前的紅外輻射前兆。吳立新等[11]發現煤巖紅外輻射的變化特征與應力作用方式及應力狀態有關，并將塑性階段高應力區出現的平均紅外輻射溫度(AIRT)異常信息作為煤巖破壞前兆，并且嘗試探討了紅外前兆出現的機制。吳賢振等[12]發現了巖石破裂失穩的紅外溫度瞬時變化特征。馬立強等[13-14]發現了應力對紅外輻射的控制效應。上述研究成果對煤巖損傷演化過程中的紅外輻射特征后續研究奠定了基礎。煤樣不同損傷演化階段的損傷機制是不同的，紅外輻射響應特征和機制也會不同，需要分階段研究損傷演化的紅外輻射響應特征和機制。……