煤层爆破地震波传播特征实验研究

为了研究高应力作用下具有冲击特性的爆破地震波传播特征,利用YDD16煤岩动力灾害声电监测仪对煤体卸压爆破产生的地震波信号进行了现场测试,并对采集到的信号进行了时域和频域上的分析。将煤岩体抽象成Maxwell粘弹性体,推导了地震波在Maxwell粘弹性体中传播特征。实验结果表明:地震波主频率随着传播距离的增加呈现幂级递减;在单一煤层中,地震波主频率是影响地震波波速幅值衰减系数变化的主要原因,且与主频率存在良好的正相关;地震波振幅随距离的增加呈幂级递减,且衰减速率呈现出较为明显的先增大后减小的现象。

煤体吸附瓦斯过程表面电位特征实验研究

为了研究煤体吸附瓦斯过程表面电位特征规律,设计了煤体吸附瓦斯过程的表面电位实验系统,测试了不同压力下煤体吸附瓦斯的电位信号。实验结果表明,煤体在吸附瓦斯过程中能够产生表面电位信号,且随着吸附时间的增长表面电位信号逐渐增大。对于同一个煤样,不同瓦斯压力下吸附过程中煤体产生的表面电位信号对前一次吸附瓦斯压力下煤体产生的电位信号具有记忆效应,当吸附瓦斯压力超过前一次吸附瓦斯压力值时,煤体产生的表面电位信号较大。而当吸附瓦斯压力低于前一次吸附瓦斯压力值时,煤体产生的表面电位较小。煤体吸附瓦斯产生表面电位信号的主要原因是瓦斯气体在煤体孔隙内渗流时产生流动电势,以及瓦斯气体对煤体微裂纹、裂隙的破坏产生的自由电荷等。

基于克里金插值法的煤体应力场分布规律研究

为解决应力监测系统监测分析煤体应力场时测点数量较少、插值准确度较低等问题,采用克里金插值法对试验工作面应力监测数据进行变异函数模型拟合和交叉验证,研究在测点数量较少的情况下不同变异函数模型的插值效果。结果表明:在煤体应力场中采用球状模型的克里金插值法的准确性高于其他插值方法,其插值残差的优化均值小于0.2 MPa,并得到工作面回风巷和运输巷内煤体应力监测系统的测点间距应分别小于7.95和9.92 m。采用克里金插值法得到的应力云图能够反映试验工作面巷帮煤体应力场分布规律,为巷道超前支护、顶板稳定性控制、围岩稳定性分析、冲击地压预防等提供理论依据。

突出煤层中软煤厚度与电磁辐射规律研究

通过试验研究了软煤厚度和煤与瓦斯突出的关系,得出软煤厚度突增(变化率≥10%)或一段时间内厚度持续在0.8m以上时突出危险性增大的结论;为了提高突出预测准确率,采用电磁辐射技术分析了软煤厚度和电磁辐射的响应规律,结果表明,软煤电磁辐射高于硬煤,软煤厚度增加或持续较大(≥0.8m)时,电磁辐射值也相应增高或持续很高,突出危险性增大;软煤厚度和电磁辐射信号呈很好的正相关性,相关系数为0.824。

五凤矿中一采区6中煤层煤与瓦斯突出区域预测

煤层瓦斯赋存规律研究和突出区域预测划分的准确性是确保突出矿井安全生产的关键,同时也是瓦斯治理的基础。以五凤矿为例,通过大量资料的收集、整理及现场瓦斯参数的测定,综合考虑煤体结构参数及煤层瓦斯含量、瓦斯压力等参数,采用单项指标法和综合指标法进行煤与瓦斯突出区域性预测,进而划分出该采区在测定标高(+1 540 m)以上为非突出区域,+1 540 m以下是煤与瓦斯突出危险区域。

矿山爆破地震波混沌特征

为研究矿山爆破地震波传播过程中的混沌特性,运用相空间重构理论对距爆源不同距离处爆破地震波进行相空间重构,计算延迟时间和关联维数.研究结果表明:随着传播距离的增加,爆破地震波时间序列的关联维数呈线性递减并趋于稳定饱和值;关联维数越大,混沌特征越明显,爆破地震波时间序列的混沌性是其本质特征.

孤岛工作面沿空掘巷煤柱合理宽度研究

针对新桥煤矿2204孤岛工作面的地质条件、岩体力学性质以及二2煤层的赋存特点,采用FLAC数值模拟对2204孤岛工作面初始围岩应力情况进行研究,掌握了围岩的运动和应力分布特征;通过理论分析、FLAC数值模拟等方法,研究了2204孤岛工作面沿空掘巷时不同煤柱宽度的巷道顶板、底板、沿空帮的变形量,从而最终确定新桥煤矿沿空掘巷小煤柱合理宽度为6 m,符合现场实际。研究成果可为类似开采条件下孤岛工作面的煤柱宽度确定提供参考。

煤矿岩巷短封泥空气柱光面爆破技术及应用

目前煤矿岩巷开拓施工中钻爆法仍然是最为普遍的施工工艺,但此工艺中光面爆破无法有效实现,成为影响岩巷支护质量的技术难题。本文研究了爆炸应力和爆生气体共同产生"气楔破岩"的作用机理和作用过程,通过增加空气柱长度,可有效降低炮眼内爆炸压力值,从而降低爆炸对炮眼周围岩体的破坏,并有利于光面爆破效果的实现。提出了煤矿岩巷短封泥空气柱装药结构和其相对应的实现方法,在永煤集团陈四楼煤矿-750m轨道岩石大巷得到了工业试验验证,平均眼痕率达到85%,整体光面爆破效果好。

深部高应力软岩硐室注浆加固技术

为解决城郊煤矿深部高应力软岩硐室的支护难题,针对城郊矿二水平南翼变电所的地质条件,提出在硐室帮顶采用壁后注浆和底板采用预应力注浆锚索的方式进行加固。矿压观测表明,加固修复90 d后,硐室两帮最大移近量为110 mm,顶板最大下沉量为80 mm,底板最大底鼓量为38 mm。断面收敛在设计范围内,支护效果理想,硐室围岩持续大变形得到控制,硐室维护满足矿井安全生产的需求。

矿山微震信号干扰特征及去噪方法研究

为提高矿山微震信号的有效识别效率,降低干扰,分析了矿山典型微震干扰信号的频谱特征,并采用小波去噪的方法对含噪微震信号进行了去噪研究.结果表明:不同干扰信号的波形特征、幅频特性和功率谱密度不同,但主频均在14Hz左右,功率谱密度多低于4 000dB;基于小波变换分层阈值确定的去噪模型,进行微震信号去噪后能够较少的抑制信号中的有用成分,含有较多的真实微震信息,能够最大程度的反映有效微震信号的特性.