煤矿井下爆炸性环境下电磁波热效应的安全性研究

GB/T 3836.1—2021《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》规定爆炸性环境中射频设备的阈功率不得大于6 W,该规定限制了大功率射频设备在煤矿井下的应用,而现有针对爆炸性环境电磁安全性的相关研究缺乏完善的理论分析和实验验证。针对上述问题,推导了电磁波热效应方程,分析得出影响电磁波耦合瓦斯和煤尘混合气体产生热能的可控参数为电磁波耦合时间、电场强度和电磁波频率。以GB/T 3836.1—2021中可能堆积煤尘的电气设备表面温度最高不能超过150℃的规定为依据,采用多物理场仿真软件COMSOL对不同发射功率的电磁波耦合瓦斯和煤尘混合气体的热效应安全性进行了仿真实验,结果表明:满足温度不超过150℃的电磁波热效应安全阈发射功率为16.48 W;随着电磁波发射功率的增加,电磁波热效应安全时长(电磁波耦合瓦斯和煤尘混合气体产生的热能不会使环境温度超过150℃对应的时间段)逐渐减少,但只要在安全时长内,电磁波的发射功率不受限制。

900 MHz无线电波在地下长壁煤矿的传播

给出了 90 0MHz无线电波在两个地下煤矿采煤工作区的测量结果 ,并用混合传播模型解释了以上结果 .得到的结论为 :在巷道中 ,传播区域被转折点分为两段 ,在转折点前面 ,接收信号电平在 4 2m内下降了 2 7dB ;而在转折点之后 ,接收信号电平下降得很缓慢 ,胶带巷道和车辆巷道中衰减分别为 13 3dB/10 0m ,(6 75 + 10 )dB/10 0m .在采煤区进风巷中 ,传播损耗为 2 2dB/10 0m ,标准偏差为 1 75dB ;在采煤区长壁工作面上 ,传播衰减率均为 75dB/10 0m ,标准偏差小于 2 2dB ;在井下可以采用微蜂窝无线通信系统 .

瑞利波勘探技术的发展与应用

对国内外瑞利波勘探技术的发展现状进行了总结．介绍了瑞利波勘探在工程地质领域的应用及瞬态法探测煤矿井下地质构造所取得的研究及应用成果．对今后瑞利波勘探技术的研究和发展方向提出了自已的观点。

瑞利波勘探技术在煤矿陷落柱探查中的应用

瑞利波作为一种地球物理勘探手段已经得到了广泛的应用,该方法具有施工方便、处理快捷等优点。介绍了瑞利波的勘探原理、施工方法以及YTR(D)型瑞利波探测仪在邢台葛泉煤矿陷落柱探查中的应用,并提出了施工中应注意的问题和解决方法。

瑞利波勘探原理及应用实例

瑞利波作为一种地球物理勘探手段已经取得了广泛的应用,该方法具有施工方便、处理快捷等优点。本文介绍了瑞利波的勘探原理、施工方法以及YTR(D)型瑞利波探测仪在邢台葛泉煤矿的地质构造探察中的应用,并提出了施工中应注意的问题和解决方法。

高次模下矩形巷道形状因子对电磁波的影响

不同形状的巷道内电磁波的传播特性不同,在不同次模情况下的电磁波传播特性也不相同。在分析电磁波传输理论和多波模理论的基础上,利用计算机对高次模情况下矩形巷道形状因子对电磁波传播衰减的影响进行了仿真研究。仿真结果表明,在矩形巷道形状因子一定时,随着电磁波传输模式的升高,电磁波的衰减越来越大;不同模式时,随着形状因子的增大,电磁波衰减曲线的斜率不变;水平极化模式时,随着形状因子的增大,电磁波的衰减先减小后增大,在形状因子为1.7时,衰减率最小;垂直极化模式时,随着形状因子的增大,衰减曲线也呈现先减小后增大的趋势,在形状因子为0.7时,衰减率最小;在形状因子等于1时,水平极化模式与垂直极化模式对电磁波传播衰减的影响相同,形状因子小于1时,垂直极化模式对电磁波衰减的影响大于水平极化模式,形状因子大于1时,水平极化模式对电磁波传播衰减的影响大于垂直极化模式。

瞬态法瑞利波勘探技术在桃山煤矿的应用

阐述了瞬态法瑞利波勘探技术的基本原理及施工方法,并以YTR(D)型瑞利波探测仪在桃山煤矿的应用为实例,介绍了这种方法在煤矿中的应用,并布置了1、2两个测点。1号和2号测点探测数据分析结果分别表明:21m、28～32m、77～81m和12m、21m、45m三处位置最可能存在地质变化;在2号测点打钻时,在12m处遇断层表明了探测结果符合地质资料,验证了该技术的准确性,具有较大的推广价值。

基于粒子群算法的煤矿井下电磁波传输优化模型

由于煤矿井下环境复杂,电磁波在井下的传输会存在信号衰减,为了拟合出更准确的煤矿井下电磁波的传输模型,使其更加接近电磁波的实际传输情况,提出了一种基于粒子群算法的煤矿井下电磁波传输优化模型。该优化模型在接收信号指示强度基本模型的基础上,引入衰减系数及衰减矫正因子,利用粒子群算法较强的全局搜索能力,在实验数据中找出该优化模型的最佳衰减系数及衰减矫正因子。MATLAB仿真结果表明,采用该优化模型得到的结果相较于基本模型更接近实测值,可以更精确地描述电磁波在井下的传输情况。

开采上保护层对巨厚砾岩诱发冲击矿压的减冲机制分析

为研究开采上保护层对巨厚砾岩断裂诱发冲击的防治作用,根据跃进煤矿25采区的地质条件和采掘条件,将25110工作面下巷作为研究对象,从理论上分析了动静载叠加诱发冲击矿压的机制以及开采上保护层后的防冲原理,数值模拟研究了未开采上保护时和开采上保护层后在同等强度的动载扰动应力的影响下巷道底板的位移、速度、应力以及塑性区的变化规律,进行相似模拟试验研究了人工震源的作用下未开采上保护时和开采上保护层后巷道底板的加速度和动应力响应规律。结果表明,上保护层开采后能够有效地释放围岩内部的高应力,且采空区顶板自然垮落,形成的软弱松散岩层结构,能够更好地起到对动载扰动应力波的衰减作用,从而降低了冲击矿压发生的可能,一定程度上能够较好地防治冲击矿压。研究成果对巨厚砾岩下冲击矿压的防治具有一定指导意义。

基于矿井地震波法的地质超前预报技术研究应用

为了在煤矿工作面掘进过程中预报掘进头前方断层、陷落柱以及采空区、采空巷道等地质构造分布情况,实现煤矿巷道的安全掘进,采用矿井地震波法(矿井反射波法和矿井瑞利波法)探测技术,通过井下波形数据采集、数据预处理和反演计算,形成波剖面图和频散曲线,来解释巷道掘进头前方异常的范围和位置特征,并建立了一套适合煤矿采掘过程中超前预报地质构造的技术方法。结果表明:对于矿井反射波法,对断层、裂隙等构造以及煤岩分界面等单一边界情况探测分辨率较高;对于矿井瑞利波法,对采空区、空巷、空洞等复杂边界情况反映更灵敏;综合采用矿井反射波法和矿井瑞利波法,对各类地质构造探测更为精细。

浅析MRD-Ⅱ瑞利波探测仪使用中的几个问题

ＭＲＤ—Ⅱ瑞利波探测仪，在我国煤炭行业的推广应用中越来越显示出在矿井地质短距离全方位探测的优越性。笔者从仪器原理出发，对资料获取、资料最终处理及误差分析中需注意的问题做了探讨，为提高探测精度提供了借鉴。

瑞雷波法检测金属矿山采空区

介绍用瑞雷波法检测金属矿山采空区。由于金属矿体和井下水对电磁波的影响,使得那些利用电磁波进行探测的仪器,比如探地雷达的使用受到了限制。而运用瑞雷波法就能克服这一限制,在工程地质和岩土工程勘查中有广泛用途。

瑞雷波探测技术在煤峪口矿的应用

以瑞雷波法在煤峪口矿的应用为例,介绍了瑞雷波法在探测煤层采空区和下伏煤层厚度及结构方面的应用效果。

基于节点式地震仪的煤矿井下槽波地震勘探技术

针对煤矿井下地震勘探技术发展缓慢的问题,基于槽波地震探测技术,采用第三代节点式地震仪的设计理念,开发出"节点式设计、独立型激发、分布式采集、三通道存储、集中式回收"的新型槽波地震仪,实现了煤矿井下槽波地震观测系统的灵活、无约束、自由布设,且整个采集系统无主机、无大线、无需通信、可同步采集等,施工高效、快捷,满足了煤矿井下超长超宽工作面、互不贯通的巷道之间以及采区、盘区和跨层条件下的槽波地震探测的需求。

煤矿井下综合物探超前探测技术与应用

对我国煤矿井下推广使用的地球物理探测技术进行了回顾,着重介绍了瑞利波和直流电法两种超前探测技术的新进展;结合七台河、平顶山等煤矿的应用实例,分析了煤矿井下超前地质预测的潜力,提出了煤矿井下超前探测技术的发展方向。

中国煤炭矿井物探技术现状及展望

在总结以槽波地震法、矿井瞬变电磁法、井下钻孔测斜为代表的煤炭矿井物探技术发展历程的基础上,指出在全空间、多场耦合、正反演等方面加强矿井物探方法理论基础研究,从不同物性联合反演、多参数对比识别等方面提高矿井物探精细探查水平,研发满足防爆要求的智能化、轻便化矿井物探装备是矿井物探技术的发展方向。

无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究

无线电波透视技术在煤矿工作面内部隐伏构造的探查方面已有很多的成功实例,目前该方法对陷落柱探查的分辨率和局限性的研究比较少见。为说明该方法对陷落柱探测的可靠性和局限性,从数值模拟和实际透视实例两方面进行讨论。采用数值模拟办法模拟工作面陷落柱响应并对模拟数据进行反演,无线电波透视方法对于孤立的单个或多个陷落柱都有较高的区分度,反演位置与实际情况吻合;对天地王坡煤矿的坑透数据进行处理,圈定了陷落柱的范围,并经工作面回采证实。该工程实例证明了数值模拟的结论:对于横向位置差别不大的陷落柱,无线电波透视分辨能力下降,施工方法限制了分辨能力的提高。

恒昇煤业窄煤柱回采巷道变形破坏特征与支护优化技术研究

为解决恒昇煤业9102工作面沿空掘进巷道受采空区覆岩运动的影响,巷道变形迅速,位移量大,矿压显现剧烈的问题。通过现场围岩变形观测、钻孔窥视、瑞利波探测等手段对恒昇煤业9102工作面机巷实施监测。瑞利波探测顶板结果表明岩体结构异常区域分布在1~1. 5m、2~5m处,分析顶板钻孔窥视图像得到孔壁在1. 5m、3m、4m附近破坏严重,顶板离层仪在2~3m、3~5m出现离层,根据监测结果对支护参数优化并进行工业性试验,结果表明:优化后的9102机巷围岩变形量小,测点距迎头140m时,顶底板位移量77mm,两帮位移量98mm,巷道支护效果明显。

基于F-K变换的井下多道瑞利波频散曲线提取

井下瑞利波勘探中频散曲线的提取多采用基于两道之间互相关的表面波谱分析法,此方法仅能提取基阶模式的瑞利波频散曲线。为了能够获得多阶模式频散曲线,提高煤矿井下瑞利波勘探的探测距离和精度,运用基于F-K变换的多道瑞利波频散曲线提取方法处理井下地震数据。针对井下地震数据的特点对方法进行了改进,在利用合成数据验证方法的有效性后,将其应用于工作面内部构造探测中,并从中获取了具有多阶模式的瑞利波频散曲线,从而证实了当煤层中存在断层时多阶模式瑞利波的存在。

瑞利波勘探技术在开滦荆各庄矿的应用

瑞利波勘探技术应用于煤矿地质，在生产中起到了重要的作用。开滦荆各庄矿应用瑞利波探测煤厚、构造、薄煤带等取得了较好的效果，使地质预测、预报由定性预测上升为定量预测，资料更加准确及时，能更好地为生产服务。