利索能及
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专利号: 2024102533019
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,其特征在于,评价方法具体包括以下步骤:步骤1:从不同矿区采集对应煤样,对各个矿区采集的煤样分别进行单轴压缩、循环加卸载和声发射同步实验;

步骤2:通过实验得到所有煤样的单轴抗压强度、弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间和声发射冲击烈度的数值;

步骤3:将步骤2中得到的单轴抗压强度、弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间和声发射冲击烈度数据进行相关性分析;

步骤4:利用多元线性回归模型和ChatGPT训练得到声发射冲击烈度与单轴抗压强度、弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间之间的关系方程;

步骤5:将使用标准中单轴抗压强度、弹性能量指数、冲击能量指数和动态破坏时间四种指标的取值范围,带入步骤4中得到的关系方程,得到相应的声发射冲击烈度对不同冲击倾向性的评价标准取值范围;

步骤6:依据步骤5中得到的相应的声发射冲击烈度对不同冲击倾向性的评价标准取值范围,判断所需评价的煤岩试件的冲击倾向类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,其特征在于,步骤1具体步骤如下:试验前,在试验压头和试样之间铺设四氟板;

每次试验重复三次,取平均值作为最终结果;

共布置6个PIC‑2型AE探头,其动态范围大于85dB,带宽范围为1KHz~3MHz;

实验前需用热熔胶将AE探头与试样紧密连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,其特征在于:试验时需在降噪实验室中进行实验。

4.根据权利要求1所述的一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,其特征在于,步骤2具体步骤如下:利用MTS电动液压伺服试验机进行单轴压缩试验得到单轴抗压强度和动态破坏时间数据;

以0.5MPa/s的速度对试件加载,当加载到平均破坏荷载的80%时,以相同的速率卸载至平均破坏荷载的1%~5%,以此方式反复对同一煤样加、卸载,每一次重复加载的最大值应比上一次提高平均破坏荷载的5%,直至试件破坏,得到弹性能指数;

并利用声发射同步监测数据,依据公式(1),得到声发射冲击烈度数据,公式(1)具体如下:公式(1)中,RAE是声发射冲击烈度;CE1是累计能量计数突增起点即声发射快速增加的起点对应的累计能量计数值;CE2是能量计数最大值时对应累计能量计数数值;ΔT是时间间隔。

5.根据权利要求4所述的一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,‑其特征在于:MTS电动液压伺服试验机以0.5MPa/s的速度进行单轴压缩试验;以0.5×105

mm/s的速度进行单轴压缩实验得到冲击能量指数。

6.根据权利要求1所述的一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,其特征在于:步骤3具体为利用Origin软件将得到的单轴抗压强度、弹性能量指数、冲击能量指数和动态破坏时间四种指标分别与声发射冲击烈度数据进行相关性拟合。

7.根据权利要求1所述的一种基于声发射能量释放速率的煤岩冲击倾向性评价方法,其特征在于,步骤4具体步骤如下:根据声发射冲击烈度与单轴抗压强度、弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间四种指标的相关性关系,结合试验数据,利用多元线性回归方法和ChatGPT不断修正模型,最终得到其关系方程,关系方程如下:公式(2)中,Y是声发射冲击烈度,x1是单轴抗压强度,x2是冲击能量指数,x3是弹性能量指数,x4是单动态破坏时间,a、b、c、d是常数。