煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验.pdf

第 42 卷第 1 期煤炭学报Vol42No1 2017 年1 月 JOUNAL OF CHINA COAL SOCIETYJan2017 马立强， 张垚， 孙海， 等煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验 J 煤炭学报， 2017， 42 1 140147doi 1013225/j cnkijccs20165003 Ma Liqiang， Zhang Yao， Sun Hai， et alExperimental study on dependence of infrared radiation on stress for coal fracturing processJ Journal of China Coal Society， 2017， 42 1 140147doi 1013225/jcnkijccs20165003 煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验 马立强 1， 2 ， 张 垚 1， 2 ， 孙 海 1， 2， 王烁康1， 2， NAJEEM Adeleke3 1. 中国矿业大学 矿业工程学院， 江苏 徐州221116; 2. 中国矿业大学 深部煤炭资源开采教育部重点实验室， 江苏 徐州 221116; 3. College of Earth and Mineral Sciences， Pennsylvania State University， State College， PA16802， USA 摘要 煤岩破裂是引发突水与煤柱失稳等矿山灾害的根本原因， 准确有效地对煤岩受力破裂过程 裂隙发育过程 进行监测预警， 是实现矿山保水开采和岩层控制的重要基础。煤岩在受力破裂过 程中， 伴随着应力调整会发生红外辐射变化， 为探索应力变化与红外辐射变化之间的量化关系， 提 出煤样表面红外辐射方差突变系数新指标， 进行煤单轴加载红外辐射观测实验研究。研究结果表 明， 应力对单轴加载煤样的红外辐射普遍具有控制效应， 50 mm50 mm50 mm 煤样表现出控制效 应的比例约为 93; 50 mm50 mm100 mm 煤样表现出控制效应的比例约为 85。在红外辐射试 验中， 煤样表面红外辐射方差突变系数平均达到煤样应力调整系数的 2 个数量级， 可运用此特征对 承载煤岩体裂隙发育及破裂状况进行红外实时监测。同时， 应力对红外射的控制效应具有时间滞 后性， 50 mm50 mm50 mm 煤样的红外辐射方差突变平均滞后其应力调整时刻约 2. 7 s， 50 mm 50 mm100 mm 煤样的红外辐射方差突变平均滞后其应力调整时刻约 2. 9 s。 关键词 红外辐射; 应力; 方差突变系数; 控制效应; 滞后性; 保水开采 中图分类号 TD315文献标志码 A 文章编号 02539993 2017 01014008 收稿日期 20160801修回日期 20161114 责任编辑 常琛 基金项目 国家重点基础研究发展计划 973 资助项目 2015CB251600 ; 江苏高校优势学科建设工程资助项目 PAPD 作者简介 马立强 1979 ， 男， 宁夏吴忠人， 教授， 博士生导师。Email ckma cumt. edu. cn Experimental study on dependence of infrared radiation on stress for coal fracturing process MA Li- qiang1， 2， ZHANG Yao1， 2， SUN Hai1， 2， WANG Shuo- kang1， 2， NAJEEM Adeleke3 1School of Mines， China University of Mining and Technology， Xuzhou221116， China; 2. Key Laboratory of Deep Coal esource Mining， Ministry of Educa- tion， China University of Mining and Technology， Xuzhou221116， China; 3College of Earth and Mineral Sciences， Pennsylvania State University， State Col- lege， PA16802， USA Abstract Coal rock fracture is the major factor of disasters which occurred because of mine water bursting and the un- stability of coal pillarEffectively supervising the process of it is extremely important to the water conservation and stra- ta control in mineIt is known that infrared radiation changes with the stress when coal rock is loadingThe sudden change index of the variance of infrared radiation temperature of coal under uniaxial compressive loading was proposed to study the quantitative relationship between stress and infrared radiationThe result of this study shows the ratios of I controlled by stress in cubic coal specimens 50 mm50 mm50 mmand rectangular coal specimens were 93 and 85Sudden change coefficient of the variance of infrared radiation temperature which occurs after stress adjust- ment is two orders of magnitude than the coefficient of stress adjustmentAlso this control effect has a characteristic of hysteretic， the average hysteretic time of infrared radiation of cubic coal specimens and rectangular coal specimens 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 第 1 期马立强等 煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验 were about 27 s and 29 s Key words infrared radiation; stress; sudden change index of variance; control effect; hysteretic; water conservation mining 煤炭资源开采中， 水资源的流失与煤岩 岩石 破裂紧密相关。同时， 煤岩破裂也是引发矿井突水及 煤柱失稳等灾害的根本原因1 。 如何准确有效地对煤岩受力破裂过程进行监测 预警， 是实现矿山保水采煤和岩层控制的重要理论基 础 2 。岩石在受力破裂过程中， 包括红外波段在内 的电磁辐射强度会发生变化37 。红外技术具有实 时、 无损、 非接触和全场性监测等优点， 且方便、 快捷 和经济 810 。通过研究煤岩受力破裂过程中的红外 辐射特征， 可对由煤岩破裂导致的矿山灾害进行监测 预警 1116 。为获得水作用下煤岩加载过程中的红外 辐射特征， 并利用该特征对保水采煤中的采动裂隙进 行监测， 邓明德、 吴立新和刘善军等 1718 先后进行了 多种煤岩、 不同含水率作用下的红外辐射观测试验研 究。在上述研究过程， 发现潮湿岩石加载过程中的红 外辐射变化幅度大于干燥岩石， 水对岩石受力时的红 外辐射起到了推动作用。在平均红外辐射温度 AIT 与应力变化的一致性方面， 潮湿岩石优于干 燥岩石， 岩石失稳前单位载荷下潮湿岩石的 AIT 升 温幅度高于干燥岩石。 耿乃光、 吴立新、 刘善军和赵毅鑫等 1922 ， 先后 进行了多种煤岩、 不同加载方式下的红外辐射观测试 验研究， 获得了煤岩破裂过程中红外辐射特征。在上 述研究过程， 发现岩石受力破裂过程中的红外辐射特 征与应力作用方式及应力状态有关。随着压应力、 剪 应力上升， 岩石表面 AIT 总体呈上升趋势。随着拉 应力上升， AIT 总体呈下降趋势。双轴加载试验时， 岩石表面 AIT 与正应力线性相。 但煤岩在受力破裂过程中， 随着应力变化及裂隙 的发育， 其 表面 不同区域的温度场可能会产生相 反的变化趋势。煤岩表面 AIT， 以及最大红外辐射 温度及最小红外辐射温度等指标只能反映岩石表面 总体或局部的红外辐射状况， 无法反映温度场的分异 特征， 不能很好地对岩石应力与红外辐射之间的定量 关系进行描述， 更不能有效表述岩石的裂隙发育与破 裂状况。为此， 刘善军、 张艳博等提出红外辐射方差、 熵、 特征粗糙度等指标， 定量研究了煤岩红外辐射的 量化特征， 发现随着应力变化， 上述 3 个指标都对应 表出现了明显的阶段性变化特征23 。表明承载煤岩 在裂隙发育及破裂过程中， 其红外辐射能力会受到应 力变化的影响， 如能提取出合适的红外辐射指标， 应 可以发现承载煤岩的应力对其红外辐射能力的影响 程度。 本文提出红外辐射方差突变系数新指标， 通 过煤岩单轴加载红外辐射观测实验， 对岩石破裂 过程中应力和红外辐射之间的定性与定量关系进 行研究。 1实验设计 1. 1实验设备及材料 实验加载设备采用 SANS 万能试验机， 最大载荷 300 kN。 红外辐射探测装置采用 FLI A615 型红外热像 仪， 热灵敏度 NETD 0. 05 ， 红外分辨率为 640 480 像素， 像素间距为 17 m， 时间常数为 8 ms， 图像 采集速率 25 帧/s， 波长范围 7. 514 m。 实验采用的煤样来自两个不同煤矿的整块煤， 将 其中一个整块煤加工成 5 块 50 mm50 mm50 mm 长方体标准试块， 编号为 An n 15 ; 将另一个整 块煤加工成 16 块 50 mm50 mm100 mm 长方体标 准试块， 编号为 Bn n116 。 在实验前 24 h 将煤样放置在实验室中， 使试样 的温度与实验室的温度环境一致。 1. 2实验过程 试验开始前， 将煤样放置在压力机加载平台上， 在试样上、 下端面各垫一层塑料薄膜以减小端部效应 和热传导， 使煤样的上、 下端面与压力机充分接触压 实。 将红外热像仪放置在距煤样正前方 1 m 处， 采集 速率设置为 25 帧/s; 压力机设置为 0. 2 mm/min 的等 位移速率加载方式24 。 将红外热象仪和压力机的时钟调整一致， 红外热 像仪和压力机同步记录煤样的红外辐射、 应力和位移 等信息。 2指标 2. 1煤样原始红外热像序列矩阵及其方差 从红外热像仪录制成的煤样表面红外热像序列 图 图 2 中， 导出二维温度矩阵， 第 z 帧的温度矩阵 为 f x， y， z 1 式中， z 为红外热像序列的帧数索引; x 和 y 分别为第 141 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 煤炭学报 2017 年第 42 卷 图 1煤加载红外辐射观测系统示意 Fig. 1Sketch of infrared radiation and uniaxial comp- ression observation system z 帧温度矩阵的行号和列号。 图 2B4煤样红外热像序列 Fig. 2Thermal infrared image sequences on the surface of the B4coal specimen 煤样二维温度矩阵的方差可以反映整个煤样表 面温度场分异和离散程度， 定义为 V z 1 M 1 N N y 1 M x 1 f x， y， z AIT z 2 2 式中， AIT z 1 M 1 N N y 1 M x 1 f x， y， z ; M 和 N 分别 为行数 x 和列数 y 的最大值。 2. 2应力变化量与应力调整 突变 系数 煤岩在加载受力直至达到应力峰值并破裂的过 程中。当煤岩内部发生 微 破裂时， 应力会发生相 应的调整 25 。应力变化量是指岩石应力调整前、 后 的绝对差值， 定义为 21 3 式中， 为岩石应力变化量; 2为变化后的岩石应 力值; 1为变化前的岩石应力值。 应力调整 突变 系数是指应力变化量与调整前 应力值的比值， 定义为 E 1 4 2. 3红外辐射方差变化幅度及其突变系数 红外辐射方差变化幅度是指岩石在加载过程中， 煤样表面相邻两个时刻红外辐射温度方差变化量的 绝对值， 定义为 V V2 V 1 5 其中， V 为红外辐射热像温度方差变化幅度; V2为红 外热像序列温度方差变化后的值; V1为红外热像序列 温度方差变化前的值。 方差突变系数是指方差发生突变时， 红外辐射方 差变化幅度与岩石在整个加载过程中红外方差平均 变化幅度的比值， 定义为 EV V V 1 z 1 z1 i 1 V 6 其中， V为红外辐射热像序列温度方差发生突变后的 值; V 为红外辐射热像序列温度方差发生突变前的 值。 3实验结果分析 3. 1应力对红外辐射的控制效应 绘制加载煤样的时间应力曲线和时间红外辐 射方差曲线， 如图 3 所示。 在煤样单轴加载整个过程中， 当应力发生调整 时， 红外辐射方差几乎总是伴随着也发生突变， 应 力对红外辐射表现出了明显的控制效应。例如， A3 煤样在应力调整的 214. 5， 239. 5， 261. 5， 274. 5 和 329. 5 s 等时刻， 红外辐射方差几乎均对应发生了 明显突变， 如图 3 a ， b 所示。B6煤样在应力调 整的 458. 3， 505. 5， 543. 4 和 568. 8 s 等时刻， 红外 辐射方差也对应发生了明显突变， 如图 3 c ， d 所示。 3. 2红外辐射方差突变的普遍性 为全面分析煤样加载过程中应力与红外辐射的 关系， 尤其是应力突变和红外辐射突变的对应关系， 将煤样应力调整系数统计临界值设为 E1。 在单轴加载过程中， 伴随着裂隙的发育扩展， 煤 样应力调整系数主要分布在 20以内。将应力调整 系数划分为 1 5 1 E 5 ， 5 10， 1015， 1520和20五个级别。 表 1 统计了 50 mm50 mm50 mm 煤样承载过 程中应力调整的次数、 对应发生红外辐射方差突变的 次数， 以及红外辐射方差突变的次数占应力调整次数 的百分比。表 2 统计了 50 mm50 mm100 mm 煤样 的上述指标。 50 mm50 mm50 mm 煤样共发生了 15 次应力 调整， 对应有 14 次红外辐射方差突变发生， 比例达 93. 3， 可见应力对红外辐射方差具有很好的控制作 用。其中应力调整系数介于 15时， 应力对红外 辐射方差的控制比例为 90. 9; 当应力调整系数大 于 5时， 应力对红外辐射方差的控制比例均为 241 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 第 1 期马立强等 煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验 图 3加载煤样的时间应力曲线和时间红外辐射方差曲线 Fig. 3Coal specimen curves of times- stress and times- infrared radiation variance 表 150 mm50 mm50 mm 煤样应力和红外辐射方差突变统计 Table 1Sudden change of infrared radiation variance and stress of 50 mm50 mm50 mm coal specimens E1551010151520 20 总计 应力调整次数11210115 红外辐射方差突变次数10210114 百分比/90. 9 10010010093. 3 注 统计红外辐射方差突变均是随应力调整而发生突变， 表 2 同。 表 250 mm50 mm100 mm 煤样应力和红外辐射方差突变统计 Table 2Sudden change of infrared radiation variance and stress of 50 mm50 mm100 mm coal specimens E 155101015152020总计 应力调整次数19843640 红外辐射方差突变次数14743634 百分比/73. 7 87. 510010010085. 0 100。随着应力调整系数增大 突变程度大 ， 煤样 应力调整次数在减少， 但应力对红外辐射方差的控制 比例在上升。 50 mm50 mm100 mm 煤样共发生 40 次应力 调整， 对应发生了 34 次红外辐射方差突变， 控制比例 为 85. 0。应力调整系数介于 15时， 应力对红 外辐射方差的控制比例为 73. 7。当应力调整系数 在 5 10时， 应力对红外辐射方差的控制比例为 87. 5; 当应力调整系数大于 10时， 应力对红外辐 射方差的控制比例均为 100。随着应力调整系数 增大， 应力调整次数呈在下降， 但应力对红外辐射方 差的控制比例在上升。 3. 3红外辐射方差突变的显著性 表 3 统计了 50 mm50 mm50 mm 煤样应力调 整时的时刻、 E、 EV、 及 EV对 E的比值。表 4 统计了 50 mm50 mm100 mm 煤样的上述指标。 随着裂隙的发育以及微破裂的产生， 当煤样应 力发生调整时， 50 mm50 mm50 mm 煤样对应红 外辐射方差突变系数是其应力调整系数的 97. 81 411. 5 倍 平均为 362. 1 倍 ， 其中 86. 7的红外辐 射突变系数均在应力调整系数的两个数量级以上， 非常显著。 341 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 煤炭学报 2017 年第 42 卷 表 350 mm50 mm50 mm 煤样 E 与 EV Table 3Eand EVof 50 mm50 mm50 mm coal specimens 试件号时间/s E/EV/EV/ E 试件号时间/s E/EV/EV/ E A1 388. 51. 9673. 0354. 2 512. 52. 8337. 4120. 5 537. 09. 2900. 097. 8 A3 261. 53. 8463. 4121. 9 274. 52. 41 038. 9432. 9 329. 57. 1800. 0112. 7 A2 A3 241. 51. 01 411. 51 411. 5 249. 53. 0 395. 013. 21 734. 6108. 4 214. 53. 1375. 1121. 0 239. 51. 4680. 1485. 8 A4 A5 平均值 290. 02. 1564. 7282. 4 355. 52. 4623. 5311. 8 519. 01. 0905. 3905. 3 603. 096. 119 557. 9203. 5 10. 02 147. 5362. 1 注 “ ” 表示没有测得数值。 表 450 mm50 mm100 mm 煤样 E 与 EV Table 4Eand EVof 50 mm50 mm100 mm coal specimens 试件号时间/s E/EV/EV/E 试件号时间/s E/EV/EV/E B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 412. 12. 8646. 2230. 7 496. 34. 3584. 6135. 9 538. 518. 01 638. 591. 0 743. 510. 01 267. 9126. 8 398. 53. 5 227. 23. 5442. 4126. 4 316. 298. 53 475. 835. 3 224. 11. 1315. 8287. 1 252. 46. 9368. 453. 4 404. 51. 7 458. 37. 22 344325. 6 505. 55. 41 824337. 8 543. 43. 4564165. 9 568. 864. 1271 9884 243. 2 433. 71. 4 475. 05. 5 B10 B11 B12 B13 B14 B15 374. 61. 7395232. 4 430. 917. 51 125. 064. 3 224. 03. 41 157. 1340. 3 324. 99. 71 823. 8188. 0 341. 92. 2395. 2179. 7 412. 922. 71 481. 065. 2 544. 07. 02 166. 7309. 5 596. 722. 35 752. 4257. 9 230. 58. 11 008. 7124. 5 341. 56. 62 173. 9329. 4 547. 913. 92 608. 7187. 7 578. 43. 9651. 9167. 2 725. 42. 3488. 9212. 6 734. 31. 9481. 5253. 4 767. 511. 31 337. 3118. 3 B8 B9 371. 41. 2 589. 094. 637 015391. 3 364. 32. 9774. 1266. 9 421. 32. 3 434. 696. 41603. 716. 6 B16 平均值 639. 81. 3954. 9734. 5 644. 912. 99 409. 8729. 4 701. 31. 73 025. 51 779. 7 719. 318. 655 198. 02 967. 6 15. 112 249. 6472. 8 50 mm50 mm100 mm 对应红外辐射方差突变 系数是其应力调整系数的 16. 64 243. 2 倍 平均为 520. 5 倍 ， 其中 70的红外辐射突变系数在应力调 整系数的两个数量级以上， 非常显著。 煤样的应力对红外辐射有很好的控制作用， 且 应力调整系数越大， 这种控制效应越显著 红外辐 射突变系数平均约是应力调整系数的两个数量级， 相当于将应力突变程度放大了 。可以利用该特 征， 通过红外技术监测红外辐射方差的突变， 发现 承载煤岩的应力调整现象， 进而反演承载煤岩的裂 隙发育及破裂状态。 3. 4红外辐射方差突变的时间滞后性 表 5 统计了50 mm50 mm50 mm 煤样 E1 时的应力调整时刻， 对应红外辐射方差突变时刻， 以 及两者的差值 滞后时间 。表 6 统计了 50 mm 50 mm100 mm 煤样的上述指标。 50 mm50 mm50 mm 煤样红外辐射方差突变 滞后于其应力调整时刻 1. 0 7. 6 s， 平均为 2. 7 s。 50 mm50 mm100 m 煤样红外辐射方差突变滞后于 其应力调整时刻 0. 48. 3 s， 平均为 2. 9 s。 441 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 第 1 期马立强等 煤岩破裂过程中应力对红外辐射的控制效应试验 表 550 mm50 mm50 mm 煤样红外辐射方差滞后时间 Table 5EVhysteretic time of 50 mm 50 mm50 mm coal specimens 试件号 应力调整 时间/s 红外辐射方差 突变时间/s 滞后时 间/s 试件号 应力调整 时间/s 红外辐射方差 突变时间/s 滞后时 间/s A1 388. 5396. 17. 6 512. 5517. 04. 5 537. 0542. 45. 4 A3 261. 5263. 21. 7 274. 5275. 51. 0 329. 5331. 62. 1 A2 A3 241. 5243. 21. 7 249. 5 395. 0396. 61. 6 214. 5216. 52. 0 239. 5240. 61. 1 A4 A5 平均值 290. 0291. 61. 6 355. 5356. 71. 2 519. 0521. 32. 9 603. 0606. 43. 4 2. 7 表 650 mm50 mm100 mm 煤样红外辐射方差滞后时间 Table 6EVhysteretic time of 50 mm 50 mm100 mm coal specimens 试件号应力调整时间/s 红外辐射方差 突变时间/s 滞后时间/s试件号 应力调整时间/s 红外辐射方差 突变时间/s 滞后时间/s B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 412. 1417. 35. 2 496. 3497. 00. 7 538. 5540. 43. 9 743. 5744. 51. 0 398. 5 227. 2228. 31. 1 316. 2317. 00. 8 224. 1224. 80. 7 252. 4256. 64. 2 404. 5 458. 3460. 01. 7 505. 5506. 61. 1 543. 4544. 61. 2 568. 8570. 20. 4 433. 7 475. 0 B10 B11 B12 B13 B14 B15 374. 6376. 01. 4 430. 9432. 92. 0 224. 0225. 31. 3 324. 9326. 92. 0 341. 9345. 63. 7 412. 9414. 92. 0 544. 0545. 81. 8 596. 7600. 43. 7 230. 5231. 91. 4 341. 5343. 31. 8 547. 9550. 32. 4 578. 4580. 31. 9 725. 4726. 71. 3 734. 3737. 33. 0 767. 5775. 17. 6 B8 B9 371. 4 589. 0590. 21. 2 364. 3364. 70. 4 421. 3 434. 6439. 85. 2 B16 平均值 639. 8647. 98. 1 644. 9652. 98. 0 701. 3709. 68. 3 719. 3726. 97. 6 2. 9 4讨论 1 50 mm50 mm50 mm 煤样、 50 mm50 mm 100 mm 煤样的应力对红外辐射方差的控制比例分别 为 93. 3， 85。煤样的红外辐射方差突变系数均在 应力调整系数的一个数量级以上 最低16. 6 倍， 平均 两个数量级以上 。相对于应力指标， 红外辐射方差 指标能更好地反映出煤岩承载的变化状态， 可用以实 时监测煤岩破裂过程。 2 承载煤岩应力发生调整的根本原因是煤样 内部有 微 破裂发生， 导致其整体承载能力降低。 在这个过程中， 对应有 新 裂隙产生和发育。裂隙 面之间会摩擦生热， 该热量逐步传递到煤样表面后， 煤样表面各处温度发生改变， 会导致煤样表面红外辐 射方差出现突变。由于煤的热传导系数较低， 热量传 递到煤样表面需要时间， 所以红外辐射方差突变具有 时间滞后性。 3 通过红外辐射方差监测煤岩破裂及裂隙发 541 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 煤炭学报 2017 年第 42 卷 育状况时， 不可忽略其时间滞后效应 滞后时间最高 达 8. 3 s 。声发射监测技术可以探测煤岩体内部产 生 微 破裂的时间， 并能定位破裂位置。因此， 在后 续实验和现场保水开采与岩层控制实践中， 应将声发 射监测和红外监测两种手段相结合， 以完整描述煤岩 体破裂及裂隙发育过程， 可弥补红外辐射方差突变具 有时间滞后性， 准确的预警煤岩破裂， 预防突水并实 现保水采煤。 4 红外辐射方差反映的是煤岩表面温度场的 分异和离散化程度， 而不是温度场本身。红外辐射方 差突变意味着煤样表面温度发生了较明显的分异现 象， 而不是表面温度场的整体上升 下降 。本文提 出的红外辐射方差突变程度指标， 不仅兼顾了煤样表 面温度的分异， 同时还很好地反映了应力与红外辐射 之间的定性与定量关系。已有研究表明， 承载煤岩表 明红外辐射变化主要由形变摩擦机理和机械能 应 力 激发机理引起3， 21， 2628 。本文实验发现， 应力调 整导致的红外辐射方差突变具有滞后性， 间接证明本 次实验中所观测到的煤单轴压缩红外辐射突变主要 是由形变摩擦机理引起的。 5 采用红外热成像技术对煤样进行监测， 具有 非接触、 抗干扰性强等优点。不像声发射需要接触式 观测且结果易受机械振动的干扰， 也不像应力应变易 受外界力的干扰。 5结论 1 应力对红外辐射方差的控制效应具有普遍 性， 50 mm50 mm50 mm 煤岩应力对红外辐射方差 的控制比例达 93. 3; 50 mm50 mm100 mm 煤样 的控制比例为 85. 0。 2 应力对红外辐射方差的控制效应具有显著 性， 50 mm50 mm50 mm 煤样的红外辐射方差突变 系数是其应力调整系数的 97. 8 1 411. 5 倍 平均 362. 1 倍 ; 50 mm50 mm100 mm 煤样红外辐射方 差突变系数是其应力调整系数的 16. 6 4 243. 2 倍 平均 520. 5 倍 。 3 煤样红外方差突变时间滞后于其应力调整 时间， 50 mm50 mm50 mm 煤样的滞后时间 1. 0 7. 6 s 平均 2. 7 s ; 50 mm50 mm100 mm 煤样的滞 后时间 0. 48. 3 s 平均 2. 9 s 。 参考文献 eferences 1张志龙， 高延法， 武强， 等浅谈矿井水害立体防治技术体系J 煤炭学报， 2013， 38 3 378383 Zhang Zhilong， Gao Yanfa， Wu Qiang， et alDiscussion on the techni- cal system of solid prevention and control on mine floodingJJour- nal of China Coal Society， 2013， 38 3 378383 2武强， 管恩太煤矿水害应急救援预案探讨J煤炭学报， 2006， 31 4 409413 Wu Qiang， Guan EntaiA preliminary study on water disaster emer- gency rescue counter plan in coal mineJJournal of China Coal So- ciety， 2006， 31 4 409413 3Freund F T， Takeuchi A， Lau B W S， et alStimulated infrared emis- sion from rocks assessing a stress indicatorJEarth， 2007， 2 1 716 4Long M PInfrared thermovision of damage processes in concrete and rockJEngineering Fracture Mechanics， 1990， 35 1 291301 5Sheinin V I， Blokhin D IFeatures of thermomechanical effects in rock salt samples under uniaxial compressionJJournal of Min- ing Science， 2012， 48 1 3945 6马立强， 李奇奇， 曹新奇， 等煤岩受压过程中内部红外辐射温度 变化特征J中国矿业大学学报， 2013， 42 3 331336 Ma Liqiang， Li Qiqi， Cao Xinqi， et alVariation characteristics of in- ternal infrared radiation temperature of coal- rock mass in compres- sion processJJournal of China University of Mining Technolo- gy， 2013， 42 3 331336 7马瑾， 刘力强， 刘培洵， 等断层失稳错动热场前兆模式 雁列断 层的实验研究J地球物理学报， 2007， 50 4 11411149 Ma Jin， Liu Liqiang， Liu Peixun， et alThermal precursory pattern of fault unstable sliding An experimental study of en echelon faults JChinese Journal of Geophysics， 2007， 50 4 11411149 8耿乃光， 崔承禹， 邓明德， 等遥感岩石力学及其应用前景J地 球物理学进展， 1993， 8 4 17 Geng Naiguang， Cui Chengyu， Deng Mingde， et alemote sensing rock mechanics and its application prospectsJProgress in Geo- physics， 1993， 8 4 17 9李国华， 吴立新， 吴淼， 等红外热像技术及其应用的研究进展 J红外与激光工程， 2004， 33 3 227230 Li Guohua， Wu Lixin， Wu Miao， et alCurrent status and applications of infrared thermographyJInfrared and Laser Engineering， 2004， 33 3 227230 10来兴平， 孙欢， 单鹏飞， 等急倾斜坚硬岩柱动态破裂 “声热” 演化特征试验J岩石力学与工程学报， 2015， 34 11 2285 2292 Lai Xingping， Sun Huan， Shan Pengfei， et al Acoustic emission and temperature variation in failure process of