最新成果丨齐庆新研究员：煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法

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本文创新点
构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型，从基本物理行为的角度对于加载过程中的能量积聚与耗散，以及对应力学曲线演化的底层逻辑进行了阐述，指出试件变形势能增量本质上是当前时刻试件中仍具承载能力结构新增的变形能ΔＷti承载，与该时刻破断的承载结构所释放变形能ΔＷti释放之差，而前者在描述弹性能方面更具合理性，并给出了该指标基于荷载-时间曲线和声发射的实测计算路径，为实现煤岩受载过程中弹性能的动态可测做出了有益探索。
作者简介
齐庆新研究员
齐庆新，吉林长春九台人，研究员，博士生导师，煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院院长，中国煤炭科工集团一级首席科学家，国家百千万人才工程国家级人选，中国科学技术发展基金会孙越崎“青年科技奖”获得者，享受国务院政府特殊津贴，国家煤矿安全专家委员会委员，中国岩石力学与工程学会理事，中国煤炭学会煤矿动力灾害防治专委会副主任委员、岩石力学与支护专业委员会委员，全国青年联合会海外留学人员联谊会委员，创新方法研究会技术创新方法专业委员会，国家奖评审专家，国家“653”工程采煤工程专业领域首席专家。主持/参加国家科技攻关项目、国家科技支撑项目、国家重点研发计划项目、国家”973”课题、国家自然科学基金项目等各类纵向项目50余项和横向项目100余项，主持制订“煤和岩石物理力学性质测定方法”、“冲击地压测定、监测与防治方法”等国家标准30余项， “冲击地压预测与防治”、”煤矿冲击地压预测与防治成套技术”等成果获国家攻关奖1项、国家科技进步二等奖3项和省部级科技进步奖一二三等奖10余项，发表论文100余篇，出版专(译)著《冲击地压理论与技术》等9部。
主要成果：
（1）提出的冲击地压“煤岩层结构破坏理论”和“三因素”理论，完善和丰富了冲击地压发生机理，对指导我国煤矿冲击地压的防治起到了积极的作用；
（2）提出并成功开发出能够有效监测矿压、预测冲击危险性的采动应力监测系统，已成功在冲击地压矿井应用，有效地指导了冲击地压预测与防治；
（3）在世界范围内首次完成煤的单轴直接拉伸实验并获得不同加载条件下的全应力-应变曲线，在此基础上提出建议“煤力学”的思想；
（4）在采动煤岩应力场、裂隙场与瓦斯流动场及其耦合研究方面，创造性地进行了现场条件下煤体渗透性的SF6示踪气体观测，提出了煤体渗透率现场测定新方法，指导了煤矿瓦斯抽放技术的实施；
（5）提出了冲击地压的应力控制理论，揭示了冲击地压的发生实质，为冲击地压的防治提出具体的理论与方法；
（6）开发成功自震式微震监测系统、煤岩动态破坏试验装置等，提高了冲击地压、煤与瓦斯突出等矿井动力灾害的研究能力和现场监测精度。
研究方向：
主要从事冲击地压、矿山压力与岩层控制、采煤方法、岩石力学、煤矿
作者
齐庆新12 ，李海涛12 ，郑伟钰12 ，杜伟升12 ，杨冠宇12 ，李晓鹏12
单位
1.煤炭科学研究总院深部开采与冲击地压防治研究院；2.煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
【最新成果丨齐庆新研究员：煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法】摘要
现有冲击倾向性测试结果常表现出与冲击地压事故互为不充分不必要条件的关系，对于工程的参考价值有待进一步提高。为此，从冲击倾向性描述弹性能的本质出发，构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型，从基本物理行为的角度对应力－应变曲线的升降趋势，以及加载过程中能量的积聚与耗散进行了研究。结果表明：外载做功和能量释放贯穿加载全过程，目前以应力－应变曲线峰前、峰后段的相关特征分别描述弹性能积聚和耗散的方式能够简化计算，但未能反应真实的力学行为，基于物理模型进一步指出，试件的变形势能增量ΔＷti本质上是当前时刻试件中仍具承载能力结构新增的变形能ΔＷ′ti与该时刻破断的承载结构所释放变形能ΔＷ''ti之差，而ΔＷ′ti在描述弹性能方面更具合理性，并给出了该指标基于荷载－时间曲线和声发射的实测计算路径，为获得更为准确的弹性能描述做出了有益探索。

最新成果丨齐庆新研究员：煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法

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