利用建立的温度对岩体电荷感应影响试验系统,研究了不同温度下花岗岩、砂岩电荷感应变化特征和规律。从试验中观察到,花岗岩、砂岩温度达到30℃左右,开始有微弱电荷感应信号产生。随温度升高,电荷感应信号逐渐增强,花岗岩温度达到100℃,砂岩温度达到150℃后,电荷感应信号随温度的升高增幅较快。结果表明:随温度变化,岩体存在热电荷阈值。通过岩石电荷感应的研究,对进一步深入研究煤岩破裂电荷的产生机理具有一定的作用。

针对矿山动力灾害前兆信息难以识别、提取及预测准确率较低的现状,提出采用非接触式电荷感应监测技术来预测矿山动力灾害,应用自主研制的电荷感应系统对煤岩体在单轴压缩、单轴拉伸、三轴含瓦斯压缩等加载方式下进行了电荷感应测试,同时根据试验数据探究了煤岩体变形、破坏宏观以及微观机制。现场在线式电荷感应监测揭示了工作面开挖过程中煤体应力与煤壁表面感应电荷在时间和空间上的变化规律,对应用电荷感应监测技术预测煤岩动力灾害前景进行了展望,并将电荷量的变化作为煤岩破裂的前兆信息,研制适用于各种类型矿山动力灾害的监测仪器设备,进而形成矿山动力灾害电荷感应监测技术。

为了避免目前粉尘浓度传感器管路易堵塞、维护较频繁的问题,根据煤矿粉尘的电荷性提出电荷感应法粉尘浓度检测技术。建立了棒状电极与粉尘颗粒间的电荷感应数学模型,推导了棒状电极电荷感应空间灵敏度,并分析了其感应空间灵敏度的分布特性;通过对单一粉尘颗粒和粉尘云感应信号的研究,证明了动态的带电颗粒可感应出交变信号,带电颗粒距电极越近感应信号的波动性越大,且电极周围的粉尘浓度与感应所得信号的波动性呈正相关关系。通过实验分析波动信号各个特征值与粉尘浓度间的关系,确定了波动信号的标准偏差与粉尘浓度整体具有较好的线性度。最后通过实验证明电荷感应法粉尘浓度检测技术具有较好的重复性,且检测误差低于10%。