煤炭科学技术

作者：马学舟, 温颖远, 曹安业, 郭文豪, 周雅静, 曹晓杰, 刘健男, 杨晋州,

关键词：微波辐照, 冲击地压, 损伤量, 声发射, 能量释放,

微波辐照技术作为冲击地压防治的新方法被提出，可有效降低煤体物理力学性质。为探究微波辐照对煤体的微结构损伤弱化作用，通过煤样核磁共振、力学试验和声发射监测，评价了孔隙增长对煤样的损伤程度，明确了煤样的能量损伤量与孔隙损伤量呈正比，揭示了煤样的耗散应变能和积聚应变能随孔隙率增加分别上升和下降，提出了微波辐照可促进煤样孔隙发育以降低其冲击破坏的危险性。研究表明：① 微波辐照促进煤样小孔和中孔扩展发育后，大孔数量占比增长至8.00%，煤样孔隙率由1.63%增长至3.00%，能量损伤量由0.089增长至0.106，煤样孔隙损伤增量占比煤样能量损伤增量88.24%，阐明了微波辐照煤体的损伤弱化作用受孔隙率增长的影响；② 微波后煤样的声发射信号在应力应变曲线上整体前移，峰前的振铃计数由0.48次/s增长至0.58次/s，累计声发射振铃计数增加了105.77%，煤样在裂隙压密阶段和弹性阶段提前发生了破坏；③ 微波辐照后煤样的声发射能量在裂隙压密阶段、弹性阶段和非稳定破裂发展阶段分别提高60.29%、24.53%和33.79%，而微裂隙稳定破裂发展阶段声发射能量降低38.17%，应力−应变曲线峰前段整体声发射能量大幅增加；④ 微波辐照后煤样峰前整体积聚的应变能降低67.7%，声发射能量映射的孔隙耗散应变能增长了19.68%，因此煤样受载破坏时释放的残余应变能显著降低，降低了其发生冲击破坏的危险性。

来源：2025年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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