Determining areas in an inclined coal seam floor prone to water-inrush by micro-seismic monitoring

当采矿在限制含水土层上面被执行时，煤缝接地板的失败深度是必须被记住的一重要考虑。决定地板失败深度是为预言地板的抵抗水的能力的必要前提。我们使用了一种高精确的微地震的监视技术克服从域大小可得到的数据的有限数量。一块煤缝接地板的失败深度，一块特别使倾向的煤缝接地板，可以被监视地板的连续、动态失败更精确地估计。监视结果在 workface 运输车道(更低的 crossheading ) 附近显示煤缝接地板的失败深度更深并且失败范围与回来航线(上面的 crossheading ) 附近的煤缝接地板相比在这里是更宽的。微地震的监视的结果证明为从煤缝接地板的水流入的危险区域可以被识别。这提供帮助在 Taoyuan 煤矿在限制含水土层上面保证使倾向的煤缝接的安全、高度有效的采矿的重要的地大小。

煤层采动底板突水物理模拟试验研究进展与展望

【目的】底板突水受特定地质构造、水-岩-应力及采掘扰动等因素叠加作用影响,具有复杂性、隐蔽性、突发性等特点。【方法】物理模拟试验能较好地还原底板岩层与承压水赋存环境、直观展现采动底板裂隙扩展及突水路径演化全过程、实时获取灾变各阶段多源数据信息,因而在底板突水研究方面具有独特优势。【结果和结论】对底板突水经典理论、标准规范、模拟试验及工程实践等方面的研究成果进行了回顾,重点梳理了试验加载装置及水压模拟方式、相似材料研制及其特性指标、监测技术及其观测系统设计3个方面的研究进展,其中在模拟水-岩-应力耦合环境下的三维模型底板突水全过程信息捕捉方面有较大突破。面对数智化研究大背景,分析当前底板突水物理模拟试验领域存在的不足,并据此指出未来应重点关注大型三维底板突水综合试验平台研制、基于标准化的多特性相似材料配比数据库建立、多相多场多维耦合监测预警系统构建、人工智能等数智化技术融合应用研究等发展方向。提出的思考有助于从装置、材料、技术等方面提升未来物理模拟试验水平,从而更好支撑煤矿底板水害数智化防治基础研究工作高质量发展。

漏缝地板下粪水贮存周期内猪舍空气环境的监测

[目的]研究漏缝地板下粪水贮存周期内猪舍空气环境,为猪健康生长和生产提供参考。[方法]选取1栋分娩猪舍,测定粪水贮存周期(21 d)内猪舍的空气环境指标。沿猪舍对角线方向均匀选5个测定点,粪水贮存周期内每3 d测1次,每次分别在6:00、11:00、13:00、18:00测定。[结果]猪舍粪水贮存周期内平均温度(26.08±1.45)℃,相对湿度(93.44±3.96)%,氨气质量浓度为(3.58±1.62)mg/m^(3),二氧化碳质量浓度为(1760.63±284.98)mg/m^(3)。第18天的温度、相对湿度、二氧化碳浓度最高,各指标基本与其他测定时间差异显著;第21天氨气浓度最高,与第3天、第6天差异显著;[结论]漏缝地板下粪水贮存周期内,温度略高,相对湿度过高,氨气浓度持续上升但未超过标准,二氧化碳浓度较高,应增加通风设备,改善猪舍空气环境。

全光纤微震监测技术在底板突水监测中的应用研究

目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程中底板突水监测为工程背景,使用全光纤微震监测系统与ESG微震监测系统进行对比,得出全光纤微震监测系统具有以下优势:记录的波形频谱特征更清晰,表现出高信噪比优势;对扰动深度的监测范围更大,远距离监测效果更好;震源定位结果分布更加合理,更符合工作面实际开采情况。在监测工作面回采全周期内,分析了11023工作面断层异常区底板破坏与微震活动性关系:在断层和煤层变薄异常区附近,微震事件的数量增多、强度增大;工作面初采期间应力集中释放,受采动影响,底板破坏较深;相对大能量事件主要分布在断层异常区的底板,底板破坏深度约为27 m,微震事件在3煤底板60 m以下没有成线或成面聚集的情况,说明裂隙并未扩展,未形成导水通道,工作面安全回采。

基于微震监测的九龙矿底板突水预测

煤层底板突水是危害矿井安全的一个重要灾害问题之一,为了煤矿的安全生产,现利用微震监测技术进行煤矿底板突水预测,为其提供较精准的预测信息,以九龙矿15449S工作面开采过程为背景,运用微震监测技术对九龙矿15449S工作面底板进行了监测。监测结果表明:九龙矿15449S工作面底板的整体趋于稳定,微震事件主要分布在了工作面隐性裂隙带区域、水仓施工扰动区域、深部奥灰事件区域、突水预警区域、奥灰径流带区域5个区域。其中隐性裂隙带的存在,导致工作面涌水量不断升高,对回采工作造成了困难;深部奥灰事件反映了地下水流场的变化,为突水预警提供了依据,且在其他工作面突水前的14 d内,在微震监测区域已经监测到异常;发现异常区域与奥灰径流带导通,并在工作面逐渐逼近的过程中趋于活跃,极有可能使隐伏构造活化为导水通道,应作为重点防治水地段。该成果可为九龙矿安全开采提供技术支撑。

断层影响下深井工作面底板破坏深度预测

底板破坏深度的预测是底板突水防治研究中的重要一环。为研究断层影响下深井工作面底板采动破坏深度,基于现场实测数据,运用多元线性回归分析方法,构建了断层影响下深井工作面底板破坏深度预测模型,并检验了模型的准确性。通过现场监测方法,验证了预测模型的合理性。结果表明,与传统的统计公式相比,提出的预测模型相对误差平均值至少降低了25.49%,采用新预测模型预测含断层的工作面底板破坏深度为44.96 m,现场监测底板破坏深度为45.7 m,新预测模型预测值与现场监测基本一致。该预测模型对预测断层影响下深井底板破坏深度和防治底板突水具有一定的实用价值。

基于时空效应下深基坑施工技术探讨

上海奉贤某深基坑工程依据时空效应理论,分别从空间和时间维度分析探讨基坑施工对周边环境的影响。提出强支护、分级放坡、注重基坑防排水和底板换撑等技术措施。结合动态监测和变形控制方法,有效保障深基坑开挖安全和结构施工变形稳定。同时也为类似深基坑项目提供借鉴。

正交异性钢桥面板横梁切口裂纹的Lamb波监测分析

为探究钢桥面板横梁切口裂纹的Lamb波技术监测效果,设计了2个钢桥面板足尺模型,通过循环加载使其横梁切口处发生疲劳开裂,利用Lamb波监测裂纹扩展情况,进而从波信号中提取标准化特征,用于评估裂纹扩展.建立并验证了钢桥面板有限元模型,进行了裂纹长度、传感器位置等各种参数分析,以确定最佳传感器布置.试验结果表明:当裂纹扩展长度与波传播路径垂直时,标准化特征增大;当两者路径平行时,标准化特征减小.参数化分析结果确定了切口处裂纹监测的最佳传感器位置,建议在选定横梁切口区域,预先布置1个激励器和4个接收器,激励器位于距切口50 mm处,接收器位于距离切口50 mm处或距顶板50~100 mm处.

工作面不同采宽与微震监测时空分布规律研究

采用KJ1073微震监测系统对新集二矿220102工作面不同采宽变化下顶底板围岩活动和底板破坏发育情况进行监测,分析了微震事件分布范围、发育情况及空间展布特征。结果表明,微震事件主要分布在开采活动范围内,影响范围为距离机巷90~180 m,底板事件破坏深度为煤底18.11~36.64 m,最深36.64 m,位于宽面,采宽比1.59,微震事件日均频次比1.40,底板最大扰动深度比1.38,说明了底板破坏深度受采宽影响,且正相关。研究结果可为工作面采宽优化和底板破坏规律研究提供一定参考。

复杂地应力环境下隧道底鼓处治技术研究

西南地区某隧道仰拱出现底鼓病害,道床开裂变形严重,底鼓速率快,运营安全隐患高。为安全高效处治运营线路无砟轨道隧道底鼓病害问题,采用现场调查、探孔验证、地质补勘等方式,对既有隧道结构现状、病害成因进行了调查,优选了处置方案。结果表明:(1)通过对病害发育程度、地下水情况、混凝土状态、围岩地应力、结构变形等因素的综合分析,得出复杂地应力环境下缓倾软弱岩层与地下水的相互作用是造成该隧道上拱的主要原因;(2)对隧底注浆加固、隧底微型桩、隧底桩筏结构、道床抗拉锚杆(索)及隧底拆换并加深加强结构等方案进行比选,确定采用增大矢跨比、隧底加深加强的拆换重构方案;(3)在施工过程中加强应急管理,根据沉降观测、应力监测、隧底围岩位移监测等数据分析,及时优化调整设计方案,整治完成后效果良好。研究成果可供后续工程借鉴和参考。

基于微震监测技术的煤矿底板水害自动预测方法研究

传统的煤矿底板水害预测方法主要依赖于物理观测和经验分析,为了提高煤矿底板水害预测精度,有效地预测煤矿底板水害的发生,保障煤炭生产和矿工安全,展开基于微震监测技术的煤矿底板水害自动预测方法研究。通过从微震数据中提取视体积与能量指数特征参数,能够更有效地反映底板的应力状态和破裂模式。这些特征参数能够在较大程度上体现底板水害发生的趋势,为后续建立预测模型提供重要的依据。基于采集的微震数据和提取的特征参数,结合底板水害的历史数据和相关环境因素,建立煤矿底板水害风险的预测模型。该模型能够根据不同的底板状态进行动态预测,提高预测的精度和准确性。实验结果表明,该方法应用后,煤矿底板水害自动预测的平均绝对误差最大不超过0.94%,表明预测值与实际值更加接近,预测精度得到了显著提升。这意味着该方法具有较高的预测准确性,可以更好地保障煤炭生产和矿工的安全。

采煤工作面导水通道电法智能监测技术应用研究

针对目前受底板承压水威胁的工作面注浆效果评价以及工作面回采过程中异常区裂隙动态发育等情况的动态监测问题,采用电法智能监测技术,在唐家会煤矿61304工作面底板低阻异常区开展注浆效果监测试验以及对回采过程中煤层底板进行实时监测,通过监测岩层电阻率变化情况,成功捕捉到了注浆浆液动态扩散趋势和采动裂隙动态发育过程,及时预警了导水通道的动态发育情况。研究表明:电法智能监测技术能清晰监测导水通道动态发育过程,能分辨是否导通含水层,是带压开采工作面底板突水监测的新技术,为底板承压工作面的开采提供技术指导,保障煤矿安全生产。

基于微震监测技术的煤矿底板突水预警研究

煤矿底板突水是矿山生产中的主要灾害之一,其破坏性极大,因此,研究有效的突水预警技术具有重要意义。以董家河煤矿22517工作面为例,构建了微震监测系统,并对底板进行突水预警。监测数据显示,该煤矿的底板微震事件总共有191个,其中能量超过1000 J的微震事件仅为18个,占全部微震事件的9.63%,同时,该系统检测到的底板破坏深度约为11.01 m,与底板钻孔声波仪测试计算的数据仅相差0.22 m。这些数据可以说明研究所提出的微震监测技术能够有效预测煤矿底板的突水事故,起到了良好的预警作用,为煤矿开采作业的水害风险防范提供了可靠的技术支持。

基于微震监测的工作面底板突水全时空预警方法

为分析采煤工作面不同时期、不同空间的微震响应特征差异,进而实现矿井水害预警和防治,基于典型案例分析提出了一种基于微震监测的工作面底板突水全时空预警的方法。所谓“全时空”是指包括采前时期、超前采动影响时期和开采时期在内的工作面全时间周期的3时段划分,以及工作面全空间的7个评价区域划分。在第1时段(采前时期),基于钻孔工程信息(钻孔涌水量、钻孔水压、钻孔注浆量)和微震响应特征,形成了突水危险性的表示方法,确定了原发性突水危险区,进而实现了采前时期突水危险性的长期预测;在第2时段(超前采动影响时期),设置“固定工作面”,并对微震事件及震源参数进行重新定位,在对微震事件核密度分析的基础上,获取突水前兆信息,确定了超前影响区、滞后影响区、侧向影响区的突水特征,进而实现了超前采动影响时期的突水危险性预警;在第3时段(开采时期),结合微震事件核密度分析,确定了顶板导水破坏区、底板破坏区、底板采动损伤区,引入2D-CE法在平面上对微震事件进行规范化,分析微震事件置信椭圆与预警含水层的位置关系,进而实现了工作面开采时期的突水危险性预报。同时根据开采验证结果,对前期预报方法进行修正,为后续工作面突水预报服务,使得焦作、邯邢矿区多个工作面基于微震监测的底板突水预测结果更加准确。

底板加固改造工作面“双关键层”控水模型

为研究华北煤田大水矿区底板注浆加固改造工作面突水机理和防治水效果,采用力学公式推导、水文地质特征分析,应用微震监测、瞬变电磁探测等成果,研究了注浆加固改造工作面底板结构稳定关键层与底板破坏渗透关键层叠加控水机理,构建了“双关键层”控水模型,提出了影响“双关键层”控水能力的2类7因素工程判据,并在焦作矿区进行工程研究。结果表明:底板浅部富水性强含水层经注浆改造后岩体强度增加40%~159%,岩体最大抗拉强度达到5.78MPa,最大抗剪强度达到38.31 MPa,底板变形量减少,从而降低底板破坏和渗透程度,能够起到底板结构稳定控水关键层的作用;破坏渗透控水关键层对裂隙发展起到充填与抑制作用,能够防止深部含水层向上充水;破坏渗透控水关键层有效阻水厚度不足与断层活化是造成底板“双关键层”控水失效的主要原因。

煤层采动底板变形破坏过程多参数精细感知方法研究

煤层采动过程中,通过测试参数感知底板变形破坏过程是采场地质保障的有效方式。利用有限差分法构建煤层采动底板破坏数值模型,获取塑性区的分布和演化特征,结果显示底板破坏深度为21 m。在煤层底板钻孔中植入电缆和分布式光纤,通过对电极电流值和光纤应变的连续采集,获得采动效应下的特征参数图谱,进一步分析底板的变形破坏程度。结果表明:电极电流的初始值在40 mA以上。随着工作面的推进电流值轻微升高,当工作面推进到孔口附近时,电流降到1 mA以下,岩层破坏;光纤测试方面,随着工作面的推进光纤应变不断增大,当工作面靠近孔口时,光纤应变峰值为8.589×10^(−3),之后岩层破裂,能量释放,光纤应变回弹。电极电流和光纤应变参数图谱显示底板的变形破坏过程分为4个阶段,分别为无影响阶段、微影响阶段、显著影响阶段和破坏阶段。监测数据对底板变形破坏过程起到了良好表征作用,但存在一定差异,具体表现在超前应力和破裂伊始的感知上,电极电流的响应要略早于光纤应变。电极电流的结果显示底板破坏深度为20.8 m,光纤应变的结果显示底板破坏深度为21.0 m。构建电极电流值和应变值的核密度图,对于底板浅部的监测点,数据点离散程度较大;而埋深较大的监测点受动效应影响较小,回采过程中数据点分布较为集中,离散程度较小。通过多测试参数联合感知,实现煤层采动底板变形破坏过程的精细表征和评价。

级联基准值差值率法在煤层底板突水监测与预警中的应用

煤炭是重要的基础能源和原料,在经济发展中具有重要的地位。中国是目前世界上最大的煤炭生产国,同时也是煤矿开采受矿井突水影响最严重的国家之。所谓矿井突水,是指当采矿暴露含水介质时,大量地下水涌入巷道的现象。矿井突水通常发生得很剧烈,并可在短时间内淹没地下工作区.

孔间电阻率监测在注浆效果检测的应用研究

华北型煤田煤层底板岩溶水害防治的主要技术手段是对含水岩层进行注浆改造,目前注浆效果检测的手段主要是对注浆前后岩性特征进行分析,缺少对注浆全过程的跟踪动态监测,很难对注浆效果进行准确评价。针对上述问题,引入孔间电阻率监测系统对注浆改造岩层的电阻率变化特征进行全过程监测,以实现浆液扩散范围的精准探测。首先,采用改进电极和线缆装置将电阻率监测系统置于煤层底板长定向钻孔内,实现孔间的电阻率监测;然后,构建浆液扩散的地质模型,采用三维电阻率反演对模拟数据进行处理解释;最后,在煤矿井下注浆层位开展注浆全过程的孔间电阻率监测工程试验。模拟结果表明:孔间电阻率监测能识别浆液异常的扩散范围,根据电阻率随时间的变化趋势可推测浆液扩散范围,随着浆液逐渐扩散,异常区范围逐渐变大,异常强度逐渐增强。工程试验结果表明:通过钻孔将电阻率监测系统布置于注浆层位进行动态监测,监测数据经三维反演成像后能成功捕捉到浆液扩散导致的注浆层位电阻率变化特征,为煤矿注浆效果检测提供一种可行的技术方案。

大跨现浇混凝土GBL密肋空心楼盖施工监测与分析

以宝清县某工程为例,介绍了大跨现浇混凝土GBL密肋空心楼盖及其支架体系施工监测质量控制要点。结果表明,在混凝土浇筑全过程及张拉过程监测中,监测数据变化趋势与理论计算结果基本一致,应力数值相差不大。在混凝土浇筑过程及浇筑后的监测中,整体上支架底部的测点应变大于顶部测点应变,但支架顶部及底部整体应变数值波动较小。部分测点因施工荷载、温度影响造成监测点数据有所波动,但所有测点最大应力均未超出限值,因此在整个施工过程中架体处于安全状态。通过监测获得的最大应力与计算得出的最大应力相近,表明监测结果符合计算结果,可为类似工程提供参考。

大平面多筒支承的大悬挑多层空腹钢桁架楼盖整体提升关键技术

为解决整体提升过程中大平面多筒支承的大悬挑多层空腹钢桁架楼盖脱离核心筒后分离为多个零散独立单体结构的整体受力、保证提升结构体系设计与原设计传力路径和受力模式保持一致、整体提升单元对接口较多时如何保证对接精度和成型质量等技术难题,以多层空腹钢桁架楼盖提升施工为例,对加固工装设计、提升工装设计、构件对接口精度控制、结构提升焊接合龙及拆杆施工技术进行研究。通过有限元分析、过程监测、构件对接口实际就位精度测量等方法,进一步验证了该技术的合理性与可行性。