目前对于煤样动力灾害的研究主要依靠煤岩破坏过程中的煤岩变形量及声学信号的响应特征规律分析煤岩动力灾害灾变状态是研究其冲击致灾机制的重要方法。实验室尺度的煤岩失稳研究主要依靠应变、声发射及电阻等特征指标评价煤岩的危险状态。通过对煤岩损伤直至失稳过程中的监测信号的分析可以在煤岩失稳前对其危险程度进行前兆预警,降低煤岩动力灾害的危害程度。但是目前对于煤岩试样的应变监测大多是采用DIC或者表面黏贴电阻应变计的方式对煤岩损伤过程中的应变的变化进行实时的监测。内部应变的变化特征作为煤岩体失稳致灾的主要因素研究较少,且存在监测手段的不便而造成的局限性。基于此,本实验构建内部应变-声发射联合监测实验平台,采用布拉格光栅进行封装以钻孔埋入的方式放进试样的钻孔中,以试样受载变形过程中内部结构的变形来反映试样的应变变化特征,得出以下结论。(1)煤样在受载损伤的过程中试样的声发射信号与试样的破坏过程具有良好的对应性关系,在加载初期煤岩试样的声发射信号以低值响应,随着加载的进行声发射信号值增幅明显并随着试样的受载的应力的加速度呈现差异性的响应特征,在应力上升阶段煤岩样的声发射信号幅值及信号的密集程度明显大于力保持阶段的声发射信号值。在试样失稳前试样的声发射计数及能量值均呈现大幅度的增加趋势,试样的声发射计数及能量值在此阶段均达到峰值,试样也在此时完全变形失稳。(2)煤岩试样的内部应变变化特征对试样的结构屈服具有良好的反映,在受载前期试样的内部具有大量的原生孔隙,在轴向力的作用下孔隙随应力的增大大量闭合,试样的内部应变随着应力的加载呈现“台阶”状;随着试样的受载力增应变“台阶状”逐渐弱化,此阶段试样的内部致密性增加塑性特征弱于第一阶段。在试样临失稳前随着应力的增加试样的内部应变值呈现短期的稳定性特征,随后再次呈现增长的趋势。试样的累积应变随着加载的进行逐步增大,且在试样失稳的前期增幅明显提高;试样的应变梯度随着加载的进行经历高速增长阶段、稳定阶段、失稳前的快速增长阶段;试样的应变率随着加载的进行逐渐降低,在失稳前呈现异常的升高趋势。(3)煤样在受载破坏的过程中试样的电阻变化与试样的内部结构的变形具有同步性的响应特征,当试样的内部原生裂隙在受力屈服时,通过电阻云图反映出该区域的电阻降低,当试样开始产生裂纹及裂纹开始扩展时该区域的电阻提升明显。且从试样失稳前的电阻云图中反映出试样的失稳主要是内部结构的大量屈服造成的。(4)通过对试样的裂隙场及应变场的联合分析得出,试样受载破坏是一个损伤累积的过程,小能量事件对大能量事件存在累积效应,即小的破裂事件聚集产生大的破裂事件,声发射的大能量事件是试样内部大裂纹及局部失稳的结果。电阻率的高阻区与试样的声发射事件聚集的区域具有良好的对应性特征。试样内部应变的变化也是由于试样的损伤产生结构屈服呈现的特征响应。通过联合内部应变-声发射-电阻率得出,试样的应变增加的与试样的声发射信号值的增加在一定程度上具有同步性。根据对两者的数据变化趋势,提出煤岩失稳的声发射-应变联合判定模型,通过实验验证该冲击危险预警参数W的波动系数C可在试样达到峰值应力的77%-92%时对试样的失稳进行提前预警。本文有图40幅,表8个,参考文献86篇