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摘要
煤自燃预警存在火灾信息感知难的问题，基于煤岩热损伤破坏产生的声发射信号能够进行温度感知，进而预警煤自燃演化的状态。为研究煤在升温及燃烧过程中声发射信号变化，探究煤自燃过程中不同温度阶段煤释放的声发射信号差异及时域、频域变化，并研究声发射产生机制，为声发射信号反演煤体温度、监测煤自燃提供理论基础。文中构建了煤升温及燃烧过程声发射-温度-气体测试系统，选取东滩煤矿的烟煤进行实验，测试分析煤在升温过程中的声发射信号的变化，分析煤在温度作用下变形破裂演化过程以及煤体成分变化，探讨煤升温过程中的声发射信号产生机制。研究表明：煤在升温过程中，伴随产生声发射信号，煤在升温直至燃烧过程中振铃计数呈阵发性增长，通过线性拟合得到相关系数超过0.87，表明煤在升温过程中变形破裂的频次呈增大的变化；随着温度的升高，煤体产生声发射信号振铃计数增长率与声发射平均频率（AF值）在初始升温阶段较低，在快速升温时数值表现较高；累计损伤参数在煤温超过80℃时出现拐点，主要损伤模式由快速扩展损伤变为渐进式损伤。通过分析不同温度煤体结构和成分的宏微观变化，随着温度升高，煤中的矿物转化速率影响煤体内部主要损伤模式，高矿物转化速率对应煤体内部快速扩展损伤，促使煤体孔裂隙衍生扩展，产生逐渐增大的声发射信号。
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