Design of Na-K Alloy Differential Pressure Sensor with On-line Monitoring Function

Because the melting point of the alkalis is very high and the metal activity is strong, the common pressure sensor can＇t be used to measure pressure of liquid metal. In this paper, a differential transformer differential pressure sensor for measuring liquid alkalis pressure is designed, the working principle and specific design plan of the sensor are introduced, the standard current signal （ 4 -20 mA） or digital communication RS485 can be output according to the needs, and the functions of remote monitoring and data optimization can be realized through the LAN interface.

Underground ground control monitoring and interpretation,and numerical modeling, and shield capacity design

Mine or longwall panel layout is a 3D structure with highly non-uniform stress distribution. Recognition of such fact will facilitate underground problem identification/investigation and solving by numerical modeling through proper model construction. Due to its versatility, numerical modeling is the most popular method for ground control design and problem solving. However numerical modeling results require highly experienced professionals to interpret its validity/applicability to actual mining operations due to complicated mining and geological conditions. Underground ground control monitoring is routinely performed to predict roof behavior such as weighting and weighting interval without matching observation of face mining condition while the mining pressures are being monitored, resulting in unrealistic interpretation of the obtained data on mining pressure. The importance of ground control pressure monitoring and simultaneous observation of mining and geological conditions is illustrated by an example of shield leg pressure monitoring and interpretation in an U.S. longwall coal mine: it was found that the roof strata act like a plate, not an individual block of the size of a shield dimension, as commonly assumed by all researchers and shield capacity is not a fixed property for a longwall panel or a mine or a coal seam. A new mechanism on the interaction between shield's hydraulic leg pressure and roof strata for shield loading is proposed.

Influence of dynamic pressure on deep underground soft rock roadway support and its application

Due to high ground stress and mining disturbance, the deformation and failure of deep soft rock roadway is serious, and invalidation of the anchor net-anchor cable supporting structure occurs. The failure characteristics of roadways revealed with the help of the ground pressure monitoring. Theoretical analysis was adopted to analyze the influence of mining disturbance on stress distribution in surrounding rock,and the change of stress was also calculated. Considering the change of stress in surrounding rock of bottom extraction roadway, the displacement, plastic zone and distribution law of principal stress difference under different support schemes were studied by means of FLAC3D. The supporting scheme of U-shaped steel was proposed for bottom extraction roadway that underwent mining disturbance. We carried out a similarity model test to verify the effect of support in dynamic pressure. Monitoring results demonstrated the change rules of deformation and stress of surrounding rock in different supporting schemes. The supporting scheme of U-shaped steel had an effective control on deformation of surrounding rock. The scheme was successfully applied in underground engineering practice, and achieved good technical and economic benefits.

Regularity and prediction of ground pressure in Haigou Gold Mine

Previous mining excavation in upper sublevels left several mined-out areas in Haigou gold mine. To ensure safety of the main and auxiliary shafts and mining production in deeper sublevels, systematical studies on regularity, prediction, and control of ground pressure in the mine were carried out. Through 3D-numerical modeling and in-situ monitoring of acoustic emission, pressure and displacement, the ground pressure activity and the stability status of surrounding rock masses and the two shafts were assessed. Based on in-situ monitoring practice in Haigou mine,4 modes to judge rock stability according to the monitoring information of acoustic emission,pressure,and displacement were presented.

某钨矿露地联采关键地压灾害监测预警研究

某钨矿形成了露地联采的开采局面,面临着井下群采空区与隔离间柱稳定性、露采边坡稳定性、露地相互影响等关键地压灾害问题。设计建设了最先进的66通道微震监测系统、测量机器人与边坡雷达等地压监测预警系统。文章详细介绍了一次典型的岩体失稳垮塌的成功预警案例。上述综合性的地压监测手段将为矿山安全生产提供重要的技术支撑。

深井开采地压基础理论与防控研究进展

目前地表及浅层矿产资源不断减少,未来采矿必然要向深部进军。随着开采深度的增加,采矿作业面临“三高一扰动”的开采环境,严重影响采矿作业的正常生产,开展地压管理工作成为矿山生产的必要前提。从基础理论、监测手段、地压管理3个方面总结目前的相关研究成果,为矿山实际生产工作提供基础指导。基础理论基于动静力组合加载作用和温度-渗流-应力多场耦合作用2个方面展开,可以明晰地压活动的内在力学机理;监测手段基于应力应变监测系统和微震监测系统2部分展开,静态应力应变监测系统和动态实时微震监测系统相互配合,实现对生产过程中地压活动的有力监测;地压管理措施从地压调控方法和支护系统2个方面展开。明晰了目前深井开采地压基础理论和防控手段存在的问题,进而为后续研究指引方向,促进深井矿山的大力开采。

江西某钨矿深部开采微震监测研究

江西某钨矿矿区深部区域大采采场周边围岩中巷道变形、冒顶片帮等地压问题显现明显,严重影响了矿山生产安全。本文简要介绍了矿区的开采历史,主要采矿方法及地压的显现方式,指出了矿山深部地压的危害性,论述了采用多通道微震监测技术的必要性及其系统的组成与特点。建立微震监测系统后,通过统计矿区每日产生的微震信号的幅值及次数,分析其变化规律,成功对巷道冒顶事件进行了预警;同时系统收集到老采空区的微震定位事件,表明老采空区的岩体结构并不稳定。实际情况表明,微震监测系统能够对矿山岩体的状态进行评估,对一定的岩体灾害进行预警,为矿山生产安全提供保障。

基于扎根理论的高血压患者家庭血压监测行为影响因素模型构建

目的探索高血压患者家庭血压监测行为的影响因素,为构建针对性的干预方案提供参考。方法采用目的抽样、理论抽样和滚雪球抽样法选取18例高血压患者进行半结构化访谈,通过开放式编码、轴心编码、选择性编码构建高血压患者的家庭血压监测影响因素模型。结果患者相关因素直接影响其家庭血压监测行为,疾病与治疗相关因素为内部情境因素,医疗服务系统因素和社会经济因素为外部情境因素,对家庭血压监测行为起调节作用。结论医护人员应及时评估影响患者血压监测的阻碍与促进因素,加强医患沟通并完善随访体系,制定个体化的干预措施改善患者的家庭血压监测行为,优化血压管理。

基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统

电网作业过程中接地线使用量较大且使用区域相对分散,为保障工作人员的工作安全,该文设计基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统。设计携带式短路接地线操作棒,在接地线紧固件紧固接地线条件下,压感模块利用压力传感器采集受压数据,并将所受压力值传输到AI芯片内,作为深度学习网络模型的输入,通过训练过程输出接地线挂接状态监测结果。接地线挂接状态监测结果通过基于LoRa的通信模块传输至上位机显示器内,供用户查询使用。实验结果显示,该系统压力传感器数据采集过程中零偏稳定性高于0.03%。

微震监测系统在栖霞山铅锌矿的应用

为实时掌握栖霞山铅锌矿井下主要区段地压变化及地压转移情况,建立1套12通道微震监测系统,对开采过程中的微震事件进行监测,根据监测数据分析监测区域内地压显现规律,并对潜在的安全生产风险做出评估。实践表明:在考虑作业扰动因素时,采场微震监测系统预警显示地压活动达到“活跃”等级;此外,地压活动较稳定,未达到分级预警限值。基于微震监测的地压活动预警系统具有一定实用性和准确性,下一步将考虑采区的变化而优化系统布置范围。

陕西煤矿冲击地压发生规律与分类防治

随着煤炭资源开采区域不断向西部以及深部转移,西部地区冲击地压矿井数量呈井喷式增长。陕西省作为煤炭大省,煤炭开发供应规模稳居全国前列,但冲击地压灾害尤为突出,为了有效遏制本地区煤矿冲击地压频繁发生势头,并为类似条件矿区冲击地压防治提供借鉴,通过分析陕西煤矿10年来的24座矿井、85起冲击地压案例,基本厘清了冲击地压发生规律,并开展了基于主控因素的分类防治研究。研究结果表明:陕西省煤矿冲击地压具有灾害矿井集中、灾害程度严重、多灾害叠加影响显著、防治难度大等特点;冲击地压监测技术、防治技术与地方法规建设历程几乎同步,达到了起步晚,起点高,示范效应强的结果;基于冲击地压主控因素,将陕西省冲击地压划分为3大类,分别为:坚硬顶板主导型、地质构造主导型和宽煤柱主导型,并针对主控因素提出弱化坚硬顶板、转移煤柱高集中应力、释放构造应力的防治方法。通过10年来的工程实践,不断优化矿井开采设计,探索煤层厚硬顶板千米顺层钻孔区域压裂新技术,加大防冲卸压技术的落实,冲击地压显现逐年减少,成果显著。

微震监测技术在冬瓜山铜矿地压灾害安全管理中的应用

冬瓜山铜矿井下岩爆灾害突出,特别是在回采矿柱时极易诱发顶板冒落,给矿山的地压灾害安全管理工作带来挑战。结合冬瓜山铜矿岩爆灾害特征,选定监测区域开展微震监测系统台网设计,提出了基于三维可视化模型空间分区定量化分析岩爆灾害活动的方法。通过对微震数据的时空分布特点、微震事件活动与生产活动之间的相关性进行分析,得到了岩爆灾害控制的有效措施,如调整作业面绕开应力集中区域,优化爆破参数降低对围岩的扰动,及时充填以及提前对危险区域加强支护措施等。通过微震监测技术可以及时掌握岩爆灾害状况,进而为地压灾害安全管理提供科学依据。

混凝土支柱支护技术在预掘回撤通道支护中的应用

为了评价混凝土支柱在预掘回撤通道支护中的应用效果,采用相似材料模拟试验的方法对混凝土支柱的力学性能进行了测试,并以此为基础,在何家塔煤矿50103工作面预掘回撤通道进行了工业性试验,同时对工作面回采过程中的矿压规律进行了监测。试验中主回撤通道共安装了2排直径800 mm的混凝土支柱,配合锚网梯梁组合支护系统对顶板进行支护。试验结果表明,混凝土支柱能够有效的保证工作面末采期间回撤通道的安全,显著提高搬家效率,并大幅降低搬家过程中的支护成本。

眼前山铁矿采区稳定性微震监测可行性研究

文章介绍了眼前山铁矿工程背景及回采过程中面临的地压问题,结合多通道微震监测技术特点,制定了覆盖采区的48通道微震监测系统技术方案。采用D值最优设计理论,对传感器进行了优化布置,确定的采区微震监测技术方案可实现回采过程中采区稳定性实时、在线和全方位立体监测,为采区安全回采提供技术支撑。

红旗煤矿冲击地压监测与防治技术实践

山西省红旗煤矿8煤工作面自2014年以来多次发生冲击地压,为降低冲击地压频发引起的灾害事故,结合本矿实际情况分析了微震监测法、岩石噪声监测法、电磁辐射法和岩屑法4种冲击地压预测方法,采用煤层注水软化、大孔径钻孔卸压、顶板预裂爆破开展冲击地压防治工作,实施后工作面未发生冲击地压,达到预期目标。

基于微震监测的不规则条带工作面冲击危险主控因素分析与防治

不规则条带工作面往往存在冲击地压的可能,而冲击地压的破坏性极大,严重威胁煤矿安全生产。彭庄煤矿4307工作面属于不规则工作面,为保证安全回采,对四采区工作面的微震监测结果进行分析得出4307工作面冲击地压的主控因素为构造应力、断层构造及坚硬顶板,并论证主控因素的防控可行性,为工作面回采期间防冲工作的开展提供依据。

蒙库铁矿地下矿地压微震在线监测技术研究与应用

在884 m、938 m水平环形永久运输巷道安装地压微震在线监测设备设施,可实时掌握地下矿开采过程中因凿岩、爆破等因素造成顶底板岩体变化,及时、准确掌握地下矿地质地压的实时数据,做到预测预警。地压微震在线监测技术的应用保证了井下作业人员的安全,确保矿山安全生产。

深部破碎巷道地压灾害综合监测预警系统开发与应用

针对矿山进入深部开采后易发生的地压灾害问题,在浏览器/服务器(B/S)分层架构设计理念的基础上,结合连接池、多线程、前后端分离等技术,开发了声发射、应力、位移、微震物联网多源信息的地压灾害综合监测预警系统。利用累计差量指标和模糊综合评价算法对声发射参数进行分析,建立了声发射多指标预警模型,并将其嵌入Quartz定时任务框架中,实现了声发射监测数据实时化与风险预警智能化的融合。通过在金川二矿区1 018 m水平Ⅴ盘区2分层采场内充填体顶板进行灾害实时监测预警试验,结果表明:声发射累计差量多指标综合预警模型的预警结果与现场实际一致,克服了单一指标预警片面的缺陷,提高了预警的可靠性;该系统实现了不同类型设备的远程配置以及监测数据的自动采集、分析、预警、可视化等功能,对深部破碎巷道地压灾害监测与预警有重要的指导意义。

岩体多源声学设备在地压与顶板灾害监测防控中的应用

随着矿山开采深度增加,井下开采条件趋于复杂,开采过程中易形成冒顶、片帮、塌方等地压问题。岩体多源声学监测技术是利用声学设备对岩石材料内部破裂信号与多源外界扰动的声学信号进行监测与分析,对岩石材料内部的动态破坏行为进行无损检测的技术。相对其他监测设备具有频段广、震源定位精度高、精准辨识危险区域、失稳灾害多指标联合预警的特点,特别是变“噪”为“用”,将大量爆破、凿岩等噪声信号经过定位和辨识后用于波速场成像,能够突破传统监测方式“点”和“线”监测的技术缺陷,实现了向“场”和“体”监测与识别的转变。在分析岩石材料内部破裂信号与多源外界扰动声学信号传播原理的基础上,将课题组自主研发的岩体多源声学监测系统应用于陕西震奥鼎盛铅锌矿与金川集团二矿区。采用波速场成像与岩体多源声学参数对采空区顶板和充填体顶板稳定性进行了实时监测与分析,总结了该系统在地压与顶板灾害监测防控方面的应用成果,构建了地压与顶板失稳灾害识别和预警建议体系。研究表明:通过岩体多源声学监测系统对监测区域进行波速场成像并结合岩体多源声学参数分析,可以直观且有效地在监测区域中发现波速场与岩体多源声学参数的异常位置,并实时反映开采过程中顶板的健康状况,对灾害监测防控起到了至关重要的作用。值得注意的是,即使监测结果暂时显示顶板较为稳定,但是其稳定性会受开采流程、充填体下沉和分层等影响,进一步可能会有能量、震级较大的事件发生。因此,需要将现场实际情况、开采计划与岩体多源声学参数变化情况相结合,并在现场排查相关隐患,结合集中领导组织与统筹安排管理,提升矿山灾害多源声学智能监测与预警水平。

某矿43308沿空留巷围岩控制技术研究

针对某矿43308综采工作面运输巷采用柔模混凝土沿空留巷的方法保留下来的工程背景,在该工作面生产地质条件的基础上,对运输巷超前影响段及留巷段矿压显现规律进行数值模拟分析,结果显示,巷道超前影响段垂直应力峰值在工作面前方5~10 m的位置,较大影响范围为30 m;而在留巷段,在工作面侧向应力扰动下,围岩应力环境劣化,围岩变形加剧。对运输巷设计了超前段、滞后段补强的支护方案及巷旁支护方案,现场监测显示留巷围岩稳定。