受压煤岩破裂过程电磁辐射与能量转化规律研究

首先对煤岩单轴受压变形破裂过程产生的电磁辐射（EME）、声发射（AE）信号变化规律进行了试验研究,然后在试验测定结果的基础上分析研究了煤岩变形破裂电磁辐射与加载变形能量之间的转换关系。研究结果表明,EME值随着加载时间的增加而增强,声发射信号也呈现同样的规律;电磁辐射的幅值、脉冲数在煤岩主破裂前与应力基本成正相关的关系,出现峰值后降低,试验的各个样品均呈现此变化规律;电磁辐射能和机械能的转化曲线与煤岩单轴加载过程的应力-应变关系曲线是相对应的,且呈现三次多项式的关系。从能量转换的角度来研究煤岩变形破裂电磁辐射与应力之间的关系是可行的。     

岩石破裂过程中电磁辐射信号特征研究

为了探索震前电磁异常现象的物理机制,许多研究注重于分析岩石破裂过程中产生的电磁辐射信号。对花岗岩样品进行单轴加载,变形直至破裂,记录整个过程中产生的电磁辐射(EME)和声发射(AE)信号,对比分析。这里主要从两个方面分析岩石破裂过程中EME信号的特征:①利用非广延分析方法分析EME的能量分布情况,并与b值分析方法对比,推断岩石破裂类型以及裂纹发育过程;②利用统一等待时间定标律分析EME的时间特征,期望获得岩石破裂过程中EME信号等待时间的分布规律。结果表明,在拟合AE和EME信号的能量分布曲线时,发现b值只能拟合AE部分数据,完全不能拟合EME数据,而非广延参数q可以很好地拟合这两类信号。通过对比分析AE和EME信号的等待时间概率密度的分布情况,发现EME信号的集成效果相对较差,可能不满足统一等待时间定标律。     

煤体静载破坏微震、电磁辐射及裂纹扩展特征研究

为研究型煤在单轴压缩破裂过程中产生的微震、电磁辐射信号与裂纹演化特征的对应关系,利用自主设计的低噪声静态加载试验系统,对0～0.25、0.25～0.5、0.5～1.0、1～2 mm共4种不同粒度的型煤进行了单轴压缩破坏试验,同步采集了煤样破坏过程中的微震、电磁辐射信号及破坏视频图像,提出了一种煤体裂纹快速提取方法并计算了型煤裂纹面积的变化规律。研究结果表明：型煤在单轴压缩过程中产生的微震、电磁辐射信号及裂纹面积在时域上具有良好的同步性。型煤破坏过程中裂纹面积随时间变化曲线可分为4个阶段。第1阶段为压实阶段,煤样所受应力值较小,其表面的裂纹面积以极为缓慢的速率增加。第2阶段为初始破裂阶段,随着应力的增加和内部弹性势能的积聚,型煤表面裂纹面积的增加速率较压实阶段有明显提高,伴随产生许多细小裂纹。第3阶段为加速破裂阶段,随着应力继续增加以及材料内部积聚弹性能的释放,试样变形过程加速,导致裂纹面积增速进一步增大。第4阶段为卸压阶段,试样的裂纹面积达到最大值,承载能力急剧降低,发生失稳破坏。     

煤岩动力灾害的电磁辐射预测技术及应用

实验研究了受载煤岩电磁辐射及瓦斯流动电磁辐射影响的规律,并研究了电磁辐射预测煤岩动力灾害的原理及技术方法,在煤矿现场进行了大量的试验.结果表明,煤体受载产生的电磁辐射与应力和变形破裂程度基本呈正相关,瓦斯流动梯度越大,电磁辐射强度越高;用电磁辐射监测技术预测煤与瓦斯突出、冲击矿压等煤岩动力灾害现象是完全可靠的,而且可以检验防治措施的效果.电磁辐射技术完全实现了非接触预测,具有费用低、操作简便、准确率高等优点,是一种很有前途的地球物理方法.     

基于能量理论的煤岩体破坏电磁辐射规律研究

为了给电磁辐射预测矿井冲击地压灾害提供理论依据,采用电磁波和损伤力学理论初步分析了电磁辐射能和加载机械能的关系;采用试验和能量理论研究了单轴压缩条件下煤体变形破坏产生电磁辐射能与受载煤体能量积聚、耗散的耦合关系。研究结果表明：加载机械能与煤体变形破坏产生的电磁辐射能成系数为m正线性关系,m与煤体的弹性模量成0.107 4的比例关系;受载煤体峰值弹性应变能与电磁辐射能成正对数关系,煤体的弹性能指数与峰值累积电磁辐射能、总累积电磁辐射能均成正线性关系,电磁辐射信号反映了能量聚集和耗散的状态,表征了煤体冲击破坏的难易程度。因此,电磁辐射能够预测矿井冲击地压灾害的发生。     

受载煤岩力电耦合的损伤力学模型研究

电磁辐射技术在地震和矿山煤与瓦斯突出、冲击矿压预报已经进行了较为广泛的应用,受载煤岩体电磁辐射与变形破裂过程紧密相关.根据煤岩强度的统计理论和损伤力学理论,建立了受载煤岩力电耦合的损伤力学模型,用该模型对实验结果进行了数值模拟.结果表明,煤岩材料的破坏是内部代表性体元微损伤累积的结果,电磁辐射可以反映煤岩体的损伤程度,该模型能够较好地描述电磁辐射与应变之间以及应力-应变之间的关系,可以为电磁辐射方法现场评定煤岩体受力状态和预测预报煤岩动力灾害现象提供理论基础.     

震电磁效应的实验室研究

简要介绍了一种新的地球物理方法──震电磁效应法,及一种自行研制的用于实验室的测试装置,列举了用此仪器测试岩矿石标本的例子。实验表明,信号的产生与岩矿石发生破裂有关,不同岩矿石震电磁信号的频谱特性是不同的,因而利用这些特性可以提取有用的信息。     

浅谈移动通信电磁辐射对人体危害

随着通信技术的迅速发展,给人们带来了极大的方便,但同时也产生了一定的负效应。即电磁波对人类工作和生活环境的污染－电磁辐射。本文叙述了电磁辐射的主要来源及其对人体的危害,根据国家标准对电胶辐射防护规定,必须加强对电磁辐射的监测。     

基于压电效应的大地极化声子模拟研究

大地极化声子测深技术是一种利用自然电磁辐射的被动源地球物理电磁勘探方法.本文从岩石的压电效应出发,导出了岩石压裂过程中产生的电磁辐射表达式,分析了电磁辐射频率的影响因素,通过数值模拟研究了压裂电磁辐射的频率响应特征.结果表明:基于岩石压电效应的大地极化声子测深具有与其他电磁探测方法相似的电磁响应特性,大地极化声子测深具...     

隧道变形过程中电磁辐射强度参数的变化规律

根据丽江至香格里拉铁路中义隧道变形及电磁辐射的现场监测资料,对隧道变形过程中的电磁辐射特性及电磁辐射强度极大峰值事件数N、超过强度平均值的极大峰值事件数M与隧道水平收敛变形的关系进行了统计分析。研究表明：（1）电磁辐射最大强度平均值E在初期支护破坏前,随隧道变形的增大而增大,初期支护破坏后,随隧道变形的增大而减少,电磁辐射最大强度平均值先升后降的出现时间与初期支护破坏的时间接近。（2）电磁辐射强度极大峰值事件数、超过强度平均值的极大峰值事件数的波动速率 、 与隧道变形速率呈正线性相关关系;电磁辐射强度极大峰值事件数、超过强度平均值的极大峰值事件数的百分比 、 与隧道累计变形呈正线性相关关系。结论对深化地下洞室变形过程中的电磁辐射特性的认识,提高电磁辐射监测技术的现场应用水平具有指导意义。     

闽台地区中强震电磁辐射信息异常特征探讨

本文根据莆田地震台近几年来电磁波观资料的分析 ,震例研究结果表明 ,电磁辐射信号常在震前存在着起始异常 -主异常 -衰减异常 -平静 -临震异常、在平静时地震的特征。本文对闽台地区几次中强地震电磁观测和研究以及对地震的短临预报起到了一定推动作用。     

老虎台矿83001采区电磁辐射规律

以抚顺老虎台矿83001采区煤岩体的电磁辐射为例,分析了采区煤岩体的电磁辐射与应力分布规律,并以此确定了冲击矿压防治的重点区域。      

Frictional discharge at fault asperities: Origin of fractal seismo-electromagnetic radiation

To investigate the relation between the rock friction and the fractal electromagnetic radiation before the main-shock of earthquakes, we conducted a friction experiment simulating the motion of an asperity on a fault plane, and observed photon emissions due to electric discharge by dielectric breakdown of ambient gases from friction contacts between rock minerals. This indicates that frictional discharges (plasma generations) could occur locally at microscopic asperities on fault surfaces. From concepts on the fractal size-distribution and temporal evolution of fault asperities, the frictional discharge occurring at asperities on the fault plane can be one of origins of the fractal electromagnetic radiation (Benioff electromagnetic radiation) prior to earthquakes.     

电偶源频率电磁测深中的EX分量

在电偶源频率电磁测深的各场量中,电场ＥＸ分量具有分辨率同,观测信噪比高,不需作近场改正等优点。在有地表电性不均匀引起的静态偏移情况下,可通过转换相位消除静态偏移。因此在资料处理与解释中可不局限于比值电阻率的模式,使频率电磁测深具有更大的灵活性与适应性。     

大地电磁场中磁信号的相对均匀性特征试验研究

根据同时实测的相距100km两观测点的电磁场信号,通过比较信号幅值、电磁信号相干性和电磁场相互替代计算视电阻率分析,得出了大地电磁信号中磁信号具有相对均匀性特征的结论,为一些MT勘探工程中需采用电磁分离布极观测提供了试验实例.     

瞬变电磁法中的斜阶跃波效应及常规的几种校正方法分析

关断时间校正是瞬变电磁资料处理中的一个重要方面,针对常用的中心回线法,详细分析了瞬变场的斜阶跃波效应。斜阶跃波相对阶跃波高频迅速振荡衰减,斜阶跃波效应主要影响瞬变场的早期,表现为幅值较低,关断时间越长,影响越大。同时对常规的几种关断时间校正方法进行对比分析,结果表明:对于“全期”段数据校正宜选Eaton法,对“晚期”段数据可选Eaton法,也可选坐标移动法。在选用Fitterman法时要注意是否满足使用条件,坐标移动法的“晚期”条件,可根据实际地电参数,通过模拟实验来确定。     

人工源超低频电磁波技术及在首都圈地区的测量研究

超低频 (SLF)电磁波技术利用地球物理和无线电物理相结合的原理 ,由人工产生大功率电磁波信号。在地面很大范围的许多测点同时测量该信号 ,可研究空间电磁场和地下电阻率结构 ,研究地震等引起的电磁场异常变化 ,探测地壳结构和地下资源。在首都圈地区的观测表明 ,SLF信号的功率谱密度超过天然场源信号数倍以上 ,所得到的视电阻率数据精度远高于天然源方法 ,并有长时间的稳定性。在测量期间距测点约 12 0km发生的迁安 4 .2级地震与观测的电磁场异常和视电阻率的变化有较好的对应性 ,并对产生这些变化的可能的成因机制进行了探讨 ,推测它们是区域应力场和震源区局部构造综合作用的结果。     

冲击地压预测和防治

冲击地压严重威胁煤矿生产安全,发生时生产设施遭到破坏,甚至造成人员伤亡。我国是冲击地压最严重的国家之一。针对国内外冲击地压的现状,阐述了国内外冲击地压及其预测、防治的情况,对现有主要的预测技术进行了分析,指出使用电磁脉冲进行预测和水力钻孔割缝进行防治具有的特点。钻屑法是一种简便易行的预测方法,电磁辐射、电脉冲、声发射等也可用于冲击地压的预测。冲击地压防治技术主要有开采解放层、煤层注水、爆破卸压、钻孔卸压等,水力钻孔割缝是一种有待研究的新方法。     

微波场中铬铁矿粉电磁特性研究

研究了2~18 GHz微波频率范围内印度、南非和中国松树沟三种铬铁矿粉的电磁特性,分析了铬铁矿粉的几个重要电磁参数随频率变化曲线,认为印度铬铁矿粉的电磁特性较优于南非和中国松树沟的铬铁矿粉,其原因是印度铬铁矿粉Cr*(Cr*=Cr/(Cr Al))、Cr3 、Cr2O3及杂质含量较高。