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煤单轴加载破裂时的差分红外方差特征

马立强  张东升  郭晓炜  孙海  Adeleke Najeem  张垚  
【摘要】:为探寻煤在承载受力破裂过程中红外辐射温度场的异常,对煤破裂时的红外辐射特征进行量化表述。提出一种新的红外辐射定量分析指标,即差分红外热像序列图的温度方差(差分红外方差),对煤样单轴加载破裂过程中红外辐射温度场的瞬时变化特征进行探究。研究结果表明,煤样破裂时的差分红外方差会发生突变。突变时刻与载荷曲线突降以及红外热像序列图出现异常的时刻一致,具有同步性。长方体煤样破裂时,差分红外方差突变程度约达到其加载过程中平均振幅的88.3~1 905.7倍(约700倍),立方体煤样破裂时为16.2~448.5倍(约130倍),具有显著性。发生突变煤样的比例约为95%,具有普遍性。研究结果可应用于由煤岩受力破裂引起的岩爆、煤爆等自然灾害和人类工程灾害等的预报预警,可为煤矿保水开采和岩层控制提供借鉴。

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