复合煤岩变形破裂温度-应力-电磁多场耦合机制

• 作者: 李昊 李鑫 杨桢 苏小平 马子莹
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 复合煤岩 温度场 电磁场 仿真模型 耦合机制
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 页码范围: 1764-1772
• 页数: 9页
• 分类号: TD315
• 字数: 5745字
• 语种: 中文

摘要

煤岩动力灾害中各个物理场演化非常复杂,结合损伤力学、电磁场理论等交叉学科理论,推导了复合煤岩变形破裂温度场、应力场、电磁场多物理场耦合数学模型,建立了多场仿真模型,对煤岩受载变形破坏过程中这3个物理场的变化规律进行数值模拟,并进行实验验证研究.仿真结果表明:复合煤岩内部应力突变,微观角度而言,旧分子链断裂形成新的分子链,释放热量,同时,带电粒子在区域电场的作用下变速运动产生电磁辐射.宏观而言,煤体的抗压强度弱于岩体,煤岩体内出现裂隙,煤体应力、温度和电磁场能量明显高于岩体,在裂隙尖端应力和温度最大,磁场能量跟随仿真加载时长增加不断增强,磁感应强度沿逆时针旋转,由内向外不断衰减.在相同条件下的实验结果表明:复合煤岩内部红外辐射温度随应力的增长呈现阶梯型上升趋势,在应力峰值附近温度达到最高.电磁辐射在加载初期缓慢增长,在应力峰值附近,电磁辐射突增至峰值,继续加载至煤岩破裂,电磁辐射急剧衰减直至消失.实验与仿真结果一致,利用力电热耦合模型可以研究复杂条件下煤岩受载的特性,为深部煤岩开采动力灾害预测预报提供理论基础和新方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨桢	辽宁工程技术大学电气与控制工程学院	35	123	7.0	9.0
5	李鑫	辽宁工程技术大学电气与控制工程学院	58	237	8.0	12.0
6	李昊	辽宁工程技术大学电气与控制工程学院	1	0	0.0	0.0
7	苏小平	辽宁工程技术大学电气与控制工程学院	4	3	1.0	1.0
8	马子莹	辽宁工程技术大学电气与控制工程学院	3	0	0.0	0.0