掘进巷道分区特征多参量联合监测与防冲实践

根据掘进巷道冲击地压分区理论,研究了迎头滞后区域不同分区(塑性圈动态演化区与塑性圈稳定区)的冲击特征。提出了监测分区特征的多参量联合监测方案,并以纳林河二号矿井31120沿空掘进巷道为工程背景,展开现场实测。联合监测结果表明,31120工作面沿空掘进巷道迎头后方0~150 m,巷道围岩结构处于破裂调整状态,将此范围划分为塑性圈动态演化区;迎头后方150 m范围外,围岩结构趋于稳定,将此范围划分为塑性圈稳定区。进一步,选取与掘进关联性高的塑性圈动态演化区内的地音数据,对31120沿空掘进工作面合理推进速度展开分析。分析结果表明,31120工作面沿空巷道掘进期间掘进最大进尺不应超过15 m/d。研究成果可指导掘进巷道冲击地压监测及防控。

时间序列ARIMA模型在煤矿地音监测系统中的应用

针对目前微震监测系统在冲击地压临震预警存在滞后性的问题,应用地音监测系统对冲击地压进行监测,同时进行了时间序列ARIMA模型在数据预测方面的研究。研究采用四通道ARES-5/E地音监测系统进行连续数据监测,首先对地音多通道监测数据进行数据清洗,剔除随机与干扰数据;然后对数据进行平稳性检验与数据差分分析;接着建立ARIMA数据模型并对模型进行相关性估计,识别模型参数后再对模型的有效性进行检验,通过检验后的模型对地音数据进行预测与识别。通过对石拉乌素矿地音设备监测的长期数据进行多层次提取并预测发现,时间序列ARIMA模型在中短期地音数据预测方面具有显著优势。

基于地音监测的冲击后危险性实时评价技术研究

在冲击地压发生后,附近区域煤岩体内的应力重新分布,在应力重新分布的过程中仍有发生二次冲击地压的风险。针对冲击地压发生后现场危险性的实时评价难题,采用实验室岩石单轴压缩实验和现场实测,分析研究了岩石试件破坏后声发射现象变化规律和冲击地压发生后地音活动规律,依据分析结果提出了采用MK趋势预警法的Z值作为冲击地压发生后危险性实时评价指标:当Z值大于0时,表明现场仍具有二次冲击地压的风险,当Z值降低至0时则表明本次冲击地压结束。通过在胡家河煤矿和孟村煤矿的应用,结果表明,Z值的变化规律能够反应冲击地压现场危险程度的变化规律,进而确定冲击地压影响结束的时间。

地音监测技术在冲击地压矿井中的应用

为研究地音监测数据和冲击地压危险的内在关联,分析了矿压显现期间地音监测数据的变化规律。结果表明:稳定状态下煤岩体地音事件的频次值和能量值具有较好的一致性;当频次值和能量值变化趋势不一致时,表明煤岩体开始集聚弹性变形能,地音事件异常持续时间越长,发生冲击失稳的可能性越大;当相邻多个传感器的数据出现同步变化时,表明煤岩体集聚能量的范围和程度增大,可能发生大范围冲击显现。

地音监测技术在煤矿冲击地压预警中的应用研究

为了研究地音监测技术对煤矿冲击地压的预警情况,基于KJ623地音监测系统的监测数据,分析了某煤矿8个月内煤炮的地音预警结果。本文以地音监测技术作为研究对象,首先,详细分析煤矿冲击地压监测预警方法,然后,结合案例对地音监测技术在煤矿冲击地压预警中的应用进行详细分析,旨在为更多煤矿监测单位提供技术指导,助力我国煤矿行业的可持续发展。

地音监测技术在常村煤矿冲击地压预警中的应用

为了研究地音监测技术对煤矿冲击地压的预警情况,基于ARES-5/E地音监测系统的监测数据,分析了常村煤矿8个月内煤炮的地音预警结果。研究结果表明:地音监测对有破坏的煤炮的预警率为100%,漏报率为0;地音监测对有震感的煤炮的预警率为90%,报准率为53%,漏报率为10%。因地音监测系统的监测范围小,仅能对监测探头附近区域的煤炮作出预警,故预警准确度与煤炮的显现程度呈正比。

新型便携式岩体声发射监测仪

论述了岩体声发射监测原理,介绍了专门开发的新型便携式岩体声发射监测仪的结构及特点,对其技术难点提出了解决途径。

冲击矿压危险源及其层次化辨识

冲击矿压发生存在冲击矿压危险源,给出了冲击矿压危险源概念;通过对微震监测技术、地音监测技术以及采动应力监测技术应用效果的对比分析,提出冲击矿压危险源的辨识是冲击矿压防治的前提;冲击矿压危险源辨识技术存在各自适用范围,对于冲击矿压危险源的搜索定位必须实现层次化。

实验室声发射测量技术在矿山地音监测中的应用

本文介绍了应用实验室声发射测量技术结合煤矿地音监测的特殊要求和条件研制的矿山地音监测系统．

复合厚煤层巷道掘进冲击地压机制及监测预警技术

针对我国西部矿区复合厚煤层工作面掘进期间煤粒弹射现象频繁、震动持续时间长、冲击破坏范围集中在掘进工作面附近的特点,以新疆硫磺沟煤矿复合厚煤层巷道掘进为工程背景,采用现场调研、理论分析和现场监测等方法,对复合厚煤层掘进工作面煤粒弹射和冲击地压发生机制及监测预警技术进行了研究。复合厚煤层掘进工作面频繁发生煤粒弹射和冲击地压的主要原因是巷道开挖后围岩中软煤部分会快速卸荷破坏产生煤粒弹射现象,软煤破坏后导致硬煤局部产生剪应力集中,当应力集中程度超过硬煤极限强度时,硬煤发生剪切失稳破坏,进而诱发掘进工作面冲击地压。现场监测结果表明,复合厚煤层掘进工作面冲击前后煤体应力及锚杆索压力监测无明显征兆,地音监测能够捕捉到冲击地压信息,但复合厚煤层工作面掘进期间频繁煤粒弹射产生的众多小能量震动事件严重影响了地音监测预警结果的准确性。据此提出了基于“地音大事件”概念的监测预警方法,即只监测对掘进工作面冲击地压有明显影响的大能量地音事件,这些地音事件具有的明显特征为发生的总频次相对较低,但总能量较高,根据统计分析,将(4-5)04胶带巷掘进工作面能量大于1000 mV的地音称之为地音大事件。通过与原预警方法进行对比,基于“地音大事件”概念的预警方法预警准确率更高,也更符合现场实际情况。

隔河岩电厂引水隧洞施工振动与松动圈监测

论述了隔河岩电厂引水隧洞开挖过程中的动态安全监测对工程的监控作用和效果。利用爆破振动监测与声波(地震剖面法和同孔法)监测相结合,成功地完成了隧洞开挖施工中安全监测的全过程,并对其成果进行了分析评价,为我国在复杂地质条件下,安全高效地进行群洞开挖取得了有益的经验。

地音监测技术在煤矿冲击地压预警中的应用研究

为研究地音监测技术在预测煤矿冲击地压的地音信号特点,借助于冲击启动理论,提出了根据不同的冲击启动及冲击显现的位置,将地音预警信号划分为3种类型,并结合力源载荷情况,对3种类型进行细化,重点研究了第1种类型下的集中动载荷型地音信号特点,利用KJ623煤矿用冲击地压地音监测系统的监测数据,分析了新疆某煤矿450B_(3+6)工作面、甘肃某煤矿47208工作面的地音信号特点。研究结果表明:在第1种预警类型集中动载荷下,当地音能量和频次稳定在正常数值周围时,工作面处于安全状态;当数值突然升高至一异常数值(能量约20000 min^(-1),频次约40 min^(-1)),且持续较长时间(一般大于8 h)时,工作面处于危险状态。研究为符合条件的顶板型、断层型等冲击地压类型的地音监测预警提供了参考。

岩体声发射技术在金川二矿区的应用

岩体声发射技术是利用岩体变形破坏过程中产生应力波的强弱，来监测岩体的安全状态。针对金川二矿区地压大、岩体破碎的特点，金川公司先后在二矿区１１５０ｍ水平二期快进巷道、８０１采场、１４３８ｍ水平１２＃采场进路等处进行了应用岩体声发射预报矿岩体和充填体安全状态的试验。在对试验过程和监测结果进行分析的基础上，初步建立了金川二矿区矿岩体和充填体安全状态与声发射参数的近似关系，为实现金川二矿区安全管理的定量化进行了有益探索。

LM3S9B96处理器的地音监测变送器设计

冲击地压对矿井安全生产危害十分大,而地音监测系统能够对冲击地压进行较为准确的预测。针对目前地音监测系统组网方式和实时性的不足,设计了基于LM3S9B96处理器的地音变送器。地音变送器的工作过程如下:首先将地震检波器采集到的地音信号放大和A/D转换,再采用lwIP协议把采样数据上传到上位机。地音变送器的这种数据传输方式不受距离的限制,从而解决了传输问题,同时该地音变送器具有较高的采样精度和良好的实时性。

特厚煤层区段煤柱宽度变化区冲击危险性分析及防治实践

为了分析特厚煤层区段煤柱宽度变化区的冲击危险性,以大佛寺煤矿40103回风巷煤柱宽度变化区域为研究对象,通过统计分析巷道掘进过程中煤柱宽度变化前后的微震、地音监测数据,以及锚杆、锚索轴力变化情况,分析煤柱宽度变化对冲击危险性的影响规律,得出煤柱宽度变化后冲击危险性升高的原因,提出弱化静载荷源、增强煤柱稳定性和提高支护强度等冲击地压防治措施。现场监测结果表明,采取的针对性防治措施大幅降低了冲击危险性,取得了良好的防控效果,保障了掘进工作面煤柱宽度变化后的安全生产,可为类似开采技术条件下的区段煤柱区域冲击地压防治提供技术参考。

不同加载条件下岩石破坏产生的次声波信号特征试验研究

次声波是一种频率范围小于20 Hz的低频声波信号,其在滑坡监测预警中的应用探索受到越来越多关注.选取浙江地区的玄武岩、砂岩、灰岩及凝灰岩四种典型岩石,通过单轴压缩试验、岩桥剪切试验和结构面剪切试验,研究了岩石在多种不同加载条件下发生破坏所产生的次声波信号特征.试验结果表明:四种典型岩石在单轴压缩、岩桥剪切及结构面剪切条件下发生破坏过程中均产生明显的次声波现象,次声信号主频基本上集中在1 Hz^8 Hz范围内,且与岩性和加载方式之间均不存在明显的相关性;不同加载条件下岩石发生破坏所产生的次声信号累计振铃计数呈现明显递增性,总体在岩石破坏前后达到峰值,与岩性和加载方式之间亦不存在明显的关联.研究结果对浙江地区滑坡灾害次声监测预警具有一定参考价值.

地音监测系统在顶板巨厚岩层活动规律研究中的应用

顶板巨厚岩层的运动和破断对于冲击地压的发生具有重大的影响,为了研究顶板巨厚岩层的活动规律,介绍了地音监测技术的发展历程和原理,采用地音监测实时数据及地音能量和频次与地表下沉的变化规律,对华丰煤矿顶板巨厚砾岩活动进行了观测和研究。研究表明采用地音监测系统可以对顶板巨厚岩层的运动实时监测,并对其破断进行预测,对有效控制冲击地压事件的发生有很大的帮助。