深部煤与瓦斯突出孕育全过程声发射前兆信号变化规律研究

煤与瓦斯突出是各个煤矿面临的主要自然灾害之一。为了克服由于煤与瓦斯突出前兆规律不清所导致的灾害问题,基于声发射监测技术,利用自主研发的真三轴煤与瓦斯突出试验系统,对红阳三矿的突出煤层进行研究,结合声发射信号分析仪,开展了实验室尺寸深部煤与瓦斯突出相似模拟试验,再现了煤与瓦斯突出典型现象,通过对比分析验证了试验的可靠性。以声发射振铃计数为突出前兆信号特征,分析了煤与瓦斯突出孕育阶段煤体破裂规律。研究结果表明：(1)煤与瓦斯突出声发射信号具有四时期特征,分别为平稳期、活跃期、平静期、激发期,声发射信号四时期变化特征对应突出过程各阶段,因此可确定活跃期结束时为突出孔洞形成时刻。(2)定义累计声发射振铃计数的各时期曲线斜率比值P₁、P₂和平均声发射振铃计数均值比值N₁、N₂,并提出了表征煤与瓦斯突出危险性指标,当N₁<2.07时,煤体处于煤与瓦斯突出平稳期,无突出危险性;当P₂<1.74、 2.071<3.15时,煤体处于煤与瓦斯突出活跃期,具有弱突出危险性,有形成突出孔洞的危险;当P₂>1.74、N₂<2.59时,煤体处于煤与瓦斯突出平静期,具有中突出危险性;当2.592<15.42时,煤体处于煤与瓦斯突出激发期,具有强突出危险性。