我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望_鞠文君
浅谈煤矿冲击地压防治技术的现状及前景

一
全质 量保 证体 系 , 建立 健全本 企业 的《 巷锚杆 支护 煤
技术 设计 、 施工 、 监测 管理规 定》 为推广 及应用 提供 , 强有 力 的技 术依 据 和保障 ( )完善 施 工 机具 , 高现 场 施工 机 具装 备 水 2 提
巷道 的支护效果
5 结 语
煤 巷锚杆 支护技 术是行 业 发展 的需 要 .是 技术 改革 的大趋 势 在推 广应用 中. 根据各 地 的实 际情 应 况. 切实做 到 以下几点 : ( )从 源头抓 起 , 1 强化 技术 管理 . 制定 完善 的安
( )现行 施工 中锚 索及 帮部 锚杆滞 后 迎头 的距 3 离只是经 验数据 。可否确 定一 个合 理 的 、科学 的数 据 ,既安 全又不 影响循环 作业 的次 数 .还 可提 高进 度. 便于 现场施工 操作 这需要 在施 工前期 和施 工 中
( )巷道 断面设计 时必 须有 精确 的理论计 算 . 2
顶板下沉 量 顶板 离层指 示仪 进行监 测 . 用 数据 单一 且 时效较 滞后 , 加之仪 器本 身存 在一定 局限性 . 不能
进 行准确 分析 和预测
采取锚 网梁索支 护 的巷 道尤应 如此 应 根据煤层 自 然受力情 况将现行 两 帮垂 直 的梯形 断面改 为两 帮倾 斜的倒梯 形断 面 . 既加 大施工 过程 的安全性 . 又确保
啦 业 业 业 业 业 业 业 业 龆 业 业 龆 业 啦 业 业 业 业 业
种普 遍 的现象 , 每年 的发生率 都 比较高 国外 , 国 、 德
e 业 业 业 业 业 业 盘 业 业 啦 业 业 业 业 业 业 业
我国煤矿冲击地压的研究现状机制 预警与控制

背景
在我国,随着煤矿开采深度的增加,冲击地压的发生也越来越频繁。据不完 全统计,我国大部分煤矿都曾发生过冲击地压现象,尤其是东北、华北和华东等 地区的矿井尤为严重。冲击地压的发生不仅会对矿井的生产带来影响,还会危及 矿工的生命安全。因此,对冲击地压进行研究,预防其发生已经成为我国煤矿生 产过程中的一项重要任务。
3、强化冲击地压防治的管理措施。建立健全冲击地压防治的监管机制和激 励机制,提高煤矿企业的安全意识和主动性。加强培训和教育,提高矿工的安全 技能和应急处置能力。
参考内容二
一、引言
冲击地压是煤矿开采中一种常见的地质灾害,它是由地下岩石应力超过其强 度极限而引起的突然破裂现象。在冲击地压发生时,煤矿巷道和采煤工作面会受 到强烈的挤压和破坏,严重威胁煤矿的安全生产和矿工的生命安全。因此,对煤 矿冲击地压应力进行控制,对于保障煤矿的安全生产具有重要的意义。本次演示 将介绍煤矿冲击地压应力控制的理论与实践。
2、案例二:某矿采用合理的开 采顺序降低冲击地压风险
某矿在开采过程中,采用了上行式开采顺序,先采上层煤,再采下层煤。这 样做的好处是避免了因开采下层煤而引起的上层煤应力集中和冲击地压发生的风 险。同时,这种开采顺序还降低了矿井的涌水量和瓦斯含量,提高了矿井的安全 性。
3、案例三:某矿杂的过程,其发生与煤岩体的物理性质、地质 结构以及采掘活动等因素密切相关。在采掘过程中,煤岩体受到应力作用,产生 变形和破裂,最终导致冲击地压的发生。此外,地质结构也是影响冲击地压发生 的重要因素之一,例如褶曲、断层、煤层厚度变化等地质构造都可能促使冲击地 压的产生。
某矿在开采过程中,采用了预注水方法,通过增加煤体的含水量来改变其物 理力学性质。这样做的好处是降低了煤体的弹性模量和强度,从而降低了冲击地 压发生的可能性。同时,这种方法还可以起到软化煤体的作用,提高采煤效率和 质量。
对于煤矿冲击地压灾害监测预警技术的几点思考

对于煤矿冲击地压灾害监测预警技术的几点思考1. 引言1.1 煤矿冲击地压灾害监测预警技术的重要性煤矿冲击地压灾害监测预警技术的重要性在煤矿生产中起着至关重要的作用。
由于煤矿冲击地压灾害是造成煤矿事故和灾难的主要原因之一,及时有效地监测和预警这种灾害可以有效降低事故发生的概率,保护矿工的生命安全。
通过采用先进的监测预警技术,可以实时监测矿山地质运动情况,提前发现潜在的地质灾害隐患,预警相关部门和矿工采取必要的防范措施,减少事故的发生及损失。
煤矿冲击地压灾害监测预警技术的应用也有利于提高矿山生产效率,降低生产成本,增强安全生产意识,推动煤矿行业的可持续发展。
加强对煤矿冲击地压灾害监测预警技术的研究和应用具有极其重要的现实意义和深远影响。
1.2 煤矿冲击地压灾害现状煤矿冲击地压灾害是煤矿生产中常见的一种危险性灾害,通常指矿体岩层发生松动、位移或坍塌,对地面造成冲击或挤压作用,导致地面上的建筑物、设施或人员受到损害。
在煤炭开采过程中,矿井工作面产生的巨大采场压力会引起岩层应力的调整,导致地压变形和地质灾害的发生。
煤矿冲击地压灾害严重威胁着矿井的安全生产和相关人员的生命财产安全。
目前,我国煤矿冲击地压灾害监测预警技术还存在一些问题,比如监测手段单一,监测点位有限,预警响应速度慢等。
传统的监测手段主要依靠人工观察和采集数据,存在着监测不及时、准确性低等缺点,无法有效预防和控制煤矿冲击地压灾害。
发展先进的监测预警技术对于煤矿冲击地压灾害的防范和控制至关重要。
采用现代监测技术,借助物联网、人工智能和遥感技术等手段,实现对煤矿冲击地压灾害的实时监测和预警,可以提高预警的准确性和灵敏度,有助于及时发现灾害风险,采取有效措施保障煤矿安全生产。
【字数:274】2. 正文2.1 传统监测预警技术存在的问题1. 数据采集困难:传统监测预警技术往往依靠人工手动收集数据,这种方式效率低下且容易出现漏检、漏报情况。
由于煤矿工作环境的封闭性和危险性,很多地点无法直接到达,导致数据采集受限。
对于煤矿冲击地压灾害监测预警技术的几点思考

对于煤矿冲击地压灾害监测预警技术的几点思考1. 引言1.1 煤矿冲击地压灾害监测预警技术的重要性煤矿冲击地压灾害是煤矿生产中常见的一种地质灾害,严重威胁着矿工的生命安全和矿山的安全生产。
为了及时监测和预警煤矿冲击地压灾害,保障煤矿生产的安全和稳定,煤矿冲击地压灾害监测预警技术显得尤为重要。
煤矿冲击地压灾害监测预警技术的重要性不言而喻。
通过不断完善和创新监测预警技术,可以提高煤矿生产过程中的安全性和稳定性,减少煤矿冲击地压灾害带来的损失,为煤矿行业的可持续发展做出积极贡献。
1.2 煤矿冲击地压灾害的危害煤矿冲击地压灾害是煤矿生产过程中常见的一种灾害,它的危害主要表现在以下几个方面:1. 造成人员伤亡:煤矿冲击地压灾害往往会导致矿工被埋压、伤亡甚至死亡。
由于地压突发性强,瞬间就会对周围的工人造成严重威胁,因此及时的监测预警显得尤为重要。
2. 破坏矿井设备和工具:冲击地压的巨大压力会导致矿井内部设备和工具的损坏,进而影响矿井的正常生产运行。
这将不仅对煤矿的生产造成严重影响,还可能对整个矿区的安全产生威胁。
3. 影响矿山环境:冲击地压对地下空间的变化会使地表产生裂缝或塌陷,进而对周边环境造成污染和破坏。
这不仅对周边居民的生活造成影响,还可能对当地生态系统造成破坏。
4. 经济损失:煤矿冲击地压灾害会导致生产中断和矿山设备损坏,进而给矿区和相关企业带来巨大的经济损失。
由于灾害造成的人员伤亡和环境破坏也会产生额外的经济负担。
加强冲击地压监测预警技术研究显得尤为迫切。
2. 正文2.1 监测手段的种类及原理监测手段的种类及原理非常重要,可以帮助煤矿有效地监测地压灾害的情况并提前预警,从而减少灾害发生的可能性。
目前,常用的监测手段主要包括以下几种:1. 地表测量:地表测量是一种常见的监测手段,通过放置测点、测站等设备,定期进行测量,获取地表变形情况,从而判断地下岩层压力的变化情况。
2. Borehole监测:Borehole监测是在矿井内部钻孔设置监测仪器,实时监测岩层应力、变形等情况,通过长期观测数据的积累,可以准确地判断地压灾害的风险。
煤矿冲击地压监测和防治技术的研究现状及进展

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我国煤矿冲击地压防治现状与难题

我国煤矿冲击地压防治现状与难题一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨我国煤矿冲击地压防治的现状与所面临的难题。
冲击地压作为煤矿生产中常见且具有极大破坏性的地质灾害,对煤矿安全生产构成了严重威胁。
近年来,尽管我国在煤矿冲击地压防治方面取得了一些成果,但仍存在诸多亟待解决的问题。
本文将系统分析我国煤矿冲击地压防治工作的现状,包括已经采取的措施、取得的成效以及存在的问题。
文章还将重点探讨当前防治工作中面临的主要难题,如地质条件复杂、防治技术落后、管理体系不完善等,以期为我国煤矿冲击地压防治工作的进一步改进提供参考和借鉴。
This article aims to explore in depth the current situation and challenges faced in the prevention and control of coal mine rockburst in China. Rock burst, as a common and highly destructive geological hazard in coal mine production, poses a serious threat to the safety of coal mine production. In recent years, although China has made some achievements in the prevention and control of coal mine rockburst, there are stillmany urgent problems that need to be solved. This article will systematically analyze the current situation of coal mine rockburst prevention and control work in China, including the measures already taken, the results achieved, and the existing problems. The article will also focus on exploring the main challenges faced in current prevention and control work, such as complex geological conditions, outdated prevention and control technologies, and incomplete management systems, in order to provide reference and inspiration for further improvement of coal mine rockburst prevention and control work in China.二、我国煤矿冲击地压防治现状Current situation of coal mine rockburst prevention and control in China近年来,随着煤炭开采深度的增加和开采强度的提高,我国煤矿冲击地压问题日益突出,已经成为影响煤矿安全生产的重要因素。
煤矿冲击地压灾害监测预警和治理技术研究现状及展望

煤矿冲击地压灾害监测预警和治理技术研究现状及展望摘要:煤炭是我国工业的主要能源,目前,随着浅部煤炭资源日益减少,矿井开采强度和开采深度持续增加,具有动力灾害的矿井分布区域越来越大。
冲击地压是深井矿山作业面临的最严重地质灾害之一,有效防控此种灾害,对于提高矿井开采安全度和综合效益具有深远的意义。本文从冲击地压监测预警技术和治理技术两个方面着手,对国内现有的冲击地压灾害防控技术进行了分析总结和展望,以期为开展煤炭井下深部作业中的安全工作提供借鉴和参考。关键词:煤炭;矿井;冲击地压;监测预警;治理冲击地压是指在一定条件下,煤(岩)体中聚积的弹性变形势能突然强烈释放,导致岩石爆裂、弹射的一种动力灾害,在深井矿山作业中,主要发生在巷道围岩或回采工作面,具有突发性、部位集中性、时间集中性与延续性、弹射性等特点。
近年来,我国煤矿地质类型以及开采条件日益多元,在东北部、东部、中部等地质条件较为复杂的老矿区,冲击地压灾害较为多发,特别是在深部开采条件下,煤层采动应力、巷道围岩所受的构造应力和自重应力都有所增加,动静载往往叠加,诱发冲击地压的概率也进一步增大,如自重型冲击地压、构造型冲击地压、顶板型冲击地压、采动与构造耦合型冲击地压等,对煤矿有序生产和矿工生命安全造成的危害极大[1]。
影响煤(岩)冲击动力灾害发生的因素较为复杂,从煤矿生产和防冲工程建设角度看,目前在冲击地压灾害防控技术领域,主要有冲击地压危险性预评估、监测预警和治理等重点环节,需要针对各环节存在的难点问题优化技术手段,起到促进安全生产、提升作业效益的作用。1煤矿冲击地压灾害防控的技术难点1.1在冲击地压危险性预评估方面煤矿冲击地压是采场应力剧烈变化、能量积聚、耗散和突然释放的动力学过程,孕灾和致灾机理复杂、影响因素多元。现有的综合指数、多因素耦合等评价方法只能局限在定性评价层面,且因不同矿井的地质环境和开采条件不尽相同,所选取的评价指标在危险性评价时可能并不具备代表性。例如,顶板岩层、断层、褶曲等构造的危险性评价参数单一,不能全面表述地质构造特征;开采空间结构、地质构造、煤(岩)物理力学等特性复杂多变,导致矿井采掘过程中应力分布和能量释放的动态演化特征发生显著差异。因此,在实际应用中,往往出现评价结论与实际危险程度存在较大偏差的情况。1.2在冲击地压监测预警方面传统的局部监测预警方法,如电磁辐射、钻屑法、应力在线等方法,受作业环境、煤(岩)属性等因素的干扰和影响,应用效果往往不够理想,同时也很难实现对大范围煤(岩)体进行动态监测。与上述三种方法相比,微震监测预警具备覆盖范围广、实时动态性强等特点,可以对矿区进行连续性的三维立体监测,但因其原理主要是根据震动频次、能量等微震活动的时间、空间变化进行定性评价,加之该技术尚处在完善和普及阶段,在应用过程中,最关键的煤岩体波速参数必须由人为设定,目前其监测预警结果还不够准确可靠。1.3在冲击地压治理方面防治冲击地压的关键在于及时有效地监测并识别冲击地压危险状态、危险区域及其发展趋势,并依据危险区域的冲击地压形成过程,提前实施有针对性地人为干预,及时释放煤(岩)体积聚的能量,阻断冲击地压发生的动静载力源,从而预防冲击地压的发生。但在防治工程实际应用中经常发现,在现有监测手段和方法下,冲击地压危险状态较难判定,冲击危险区域及其发展趋势也难以识别,容易造成防冲工作扩大化或忽视防冲工作两个极端问题,同时也造成防冲卸压、解危施工的效果难以得到准确评估。2冲击地压监测预警技术2.1自震式微震监测预警系统传统微震监测预警是通过一定数量的拾震器对煤(岩)体破裂过程中所产生的地震波震动波形进行记录而实现的,通过对地震波频率和振幅的分析,能够对煤(岩)体的破裂程度和变形速度等特征进行初步判断。
浅谈我国煤矿冲击地压研究现状

浅谈我国煤矿冲击地压研究现状1、引言煤矿开采中的自然灾害众多,作为一种强烈的动压显现现象,冲击地压已成为威胁煤矿安全开采的重要灾害之一。
冲击地压是以抛出煤岩体的形式释放变形能,具有突发性和猛烈性的特点,会造成支架损坏、片帮冒顶、人员伤亡,伴随着巨大的响声和岩体震动可能诱发煤与瓦斯突出、煤层自燃发火、冒顶等次生灾害,造成更为严重的后果[1-2]。
冲击地压的监测与掌控问题相当复杂,而其造成的破坏又是相当巨大的,很多发达国家都由于其巨大的灾害性都选择了关闭冲击地压的矿井,而我国由于能源结构的问题,必须对冲击地压进行研究。
随着煤矿开采深度的增加,地质构造更加复杂,冲击地压的显现形式和破坏规模都有增大的趋势,目前对于冲击地压的研究过于离散化,难以形成一定的标准,使得冲击地压矿井尤其是新出现冲击地压的矿井难以选择合适的方法解决冲击地压问题。
因此,如何有效地预测和治理冲击地压已经成为制约我国矿山安全生产的一项亟待解决的难题[3-4]。
2、冲击地压的发生条件分析2.1 冲击倾向性煤层的冲击倾向性理论最早是由欧洲学者提出的,我国的科研工作者根据我国煤矿的实际资料选择了其中的弹性能、动态破坏时间和冲击能3个指数,同时又结合近年来我国煤矿的实际试验得出的单轴抗压强度总共4个指标作为冲击倾向性的指标,尤其对于顶板的岩层,还增加了弯曲能量指数[5-6]。
近年来,我国科研人员在冲击倾向性指标的前提下,又提出了通过冲击危险性系数来评价冲击地压发生可能性的方法,主要是又添加了煤体的受力状态,该方法也得到了众多专家学者的认可。
2.2 地质影响因素通过对国内有发生冲击地压矿井的大量资料的查阅,可以得出岩层条件是诱发冲击地压的主因,主要包括了坚硬厚层顶板、大倾角、煤厚变化及天然地震等,同时,地质构造也是诱发冲击地压的不可忽略的因素。
在煤矿的开采过程中,由于破坏了原有的应力平衡状态,使得应力重分布过程中弹性能得以突然释放,从而诱发冲击地压或矿震。
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我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望鞠文君,潘俊锋(天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013)[摘要]总结分析了我国冲击地压监测预警的主要方法和技术特点,提出了冲击地压矿井的4种主要监测预警模式,指出了目前我国冲击地压矿井的监测预警模式在监测理论、方案设计、监测目标、设备搭配等方面存在的问题,提出了我国冲击地压监测预警技术的发展趋势:预警模式设计分源、空间层次化;监测点布置信息动态反馈调整;监测设计实施精细化、精度化;预警结果综合权重分析。
[关键词]冲击地压;监测预警;冲击启动理论;分源;权重;信息动态反馈[中图分类号]TD324[文献标识码]A[文章编号]1006-6225(2012)06-0001-05Status and Prospect of Rock-burst Monitoring and Alarm Technology in Chinese Coal MineJU Wen-jun ,PAN Jun-feng(Coal Mining &Designing Department ,Tiandi Science &Technology Co.,Ltd.,Beijing 100013,China )Abstract :By concluding main methods and technical characteristics of rock-burst monitoring and alarm in China ,this paper put for-ward 4main monitoring and alarm modes ,and indicated current problems in monitoring theory ,projection design ,monitoring goal and equipment collocation ,etc.Development tendency of rock -burst monitoring and alarm technology was present including different-source and space-layering alarm ,monitoring layout information dynamic feedback and adjustment ,précised alarm and comprehensive weight analysis of alarm result.Key words :rock-burst ;monitoring and alarm ;rock-burst start theory ;different-source ;weight ;information dynamic[收稿日期]2012-11-01[基金项目]国家自然科学基金项目(51204097);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB226806)[作者简介]鞠文君(1965-),男,内蒙古赤峰人,博士,研究员,博士生导师,天地科技股份有限公司开采设计事业部副总经理,主要从事巷道支护技术及工程监测技术的研究。
冲击地压是指矿山井巷或采场周围煤岩体,由于弹性变形能的瞬间释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象[1]。
对于煤矿企业来说,如何预测冲击地压的发生;在什么时候、什么位置去进行解危或诱导;不得已的情况下怎样合理避灾,是冲击地压防治必须面对的问题。
因而,探索冲击地压前兆信息,辨识冲击地压危险源分布特征,以及在此基础上探索冲击地压监测预警技术是冲击地压研究的重要内容。
国内外学者针对冲击地压前兆信息探测开展了许多研究[1-6],取得了一系列重要理论成果。
近年来,在冲击地压监测手段上也有长足进展,一些高技术含量的监测设备被引入到冲击地压的监测预警中来。
但由于冲击地压发生条件复杂,预警模式多样,监测设备繁多,使得煤矿企业在冲击地压防治工作中眼花缭乱,无所适从。
本文分析了我国煤矿冲击地压监测预警的主要方法和模式,指出了冲击地压的监测预警发展趋势,以期对冲击地压监测预警和防治工作有所帮助。
1煤矿冲击地压主要监测预警方法冲击地压监测预警方法复杂多样,并不断推陈出新,根据监测目标与原理可将其分为2类:岩石力学方法和地球物理方法。
1.1岩石力学方法岩石力学方法主要以监测冲击地压发生前围岩变形、离层、应力变化、动力现象等特征为主,属于直观接触式监测方法,主要包括煤粉钻屑法、钻孔应力计法、支架载荷法、围岩变形测量法等。
(1)煤粉钻屑法由德国首先提出,目前在国际上已被广泛应用,是我国冲击地压前兆探测最基本的一种监测手段。
我国《冲击地压煤层安全开采暂行规定》和《煤矿安全规程》都将钻屑法作为确定冲击危险程度和采取措施后的效果检验方法。
该方法简单,便于实施,能直接反映煤体压力大小,并且通过不同深度的取屑,可以测量煤体不同深度的压力状态,实现“线”监测。
缺点是:探测范围小,打钻工程量大,钻机布置受巷道断1第17卷第6期(总第109期)2012年12月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.17No.6(Series No.109)December 2012面、设备等影响,取屑、称量等过程人工操作存在较大误差,目前还不能实现在线监测,探测范围有限,有时顾此失彼。
(2)钻孔应力计法此法在我国已有几十年的历史,最早由原煤炭科学研究总院北京开采研究所(现天地科技股份有限公司开采设计事业部)研发,通过在煤体中埋设带有油管的压力枕来间接反映煤体应力值。
钻孔应力计法测试的是煤体相对应力值,这个值虽然不是煤体垂深位置处的真实垂直应力,但可以得到监测处采动应力变化。
2004年这套仪器实现了在线连续监测,主要监测应力变化梯度,命名为采动应力监测系统。
该方法的优点是:直接深入煤体中探测煤体应力大小,不受外界干扰;监测数据可实现自动采集,在线传输;监测范围随着传感器的增加而增大;探测应力值属于超前探测,也是冲击地压的力源探测,符合冲击地压发生机理。
不足之处是:传感器只能反映所在位置的应力,属于“点”监测,每个传感器性能、初始参数各异,因此相邻传感器探测值离散性较大,不适合关联分析;监测数据受安装质量影响很大。
(3)支架载荷法支架载荷是回采工作面和巷道矿压最基本的观测内容,其通过支护体受力的大小和变化来反映外载特征,主要观测项目有液压支架工作阻力、锚杆及锚索载荷等,近年来支架载荷的监测仪器实现了在线连续监测。
冲击地压发生前的应力集中和能量聚集一定会在支架载荷上有所反映,但支架载荷受多种因素影响。
然而,近期冲击地压发生主要在综放工作面的回采巷道,单纯依靠支架载荷还不能及时准确预警冲击地压。
(4)巷道变形测量法对巷道围岩变形情况的测量,综合反映了围岩强度和外载的耦合矿压效应,冲击地压发生必然伴随巷道的剧烈变形,因此可以通过观测巷道变形量和变形速度间接警示冲击地压的发生。
目前对两帮移近和底鼓的观测基本采用手工量测,对于顶板下沉和离层的观测目前已实现在线连续观测。
该方法的优点是:方便直观,简单易行,成本低,观测结果可同时用于矿压分析和校核支护设计。
缺点是:方法粗略,监测数据准确程度受人工操作影响较大,人工监测数据不连续,并且为表面监测,同载荷法一样巷道变形受多因素影响,预警的特征性不是很明显,难以用此单指标预测冲击地压的发生。
1.2地球物理方法实际上,煤岩体在采动影响下,其产生裂隙,发生破坏时向外发射出振动波、电磁辐射等信号,通过对这些地球物理信号的远程响应分析,可以间接地辨识到冲击地压危险源及其发展趋势。
地球物理方法主要根据煤岩破坏时会释放出弹性波、地音、电磁波等信号,通过捕捉这些信号来预警冲击地压,属于非接触式、远程监测方法。
地球物理方法主要有:微震法、地音法、电磁辐射法等。
(1)微震法井下煤岩体是一种应力介质,当其受力变形破坏时,将伴随着能量的释放过程,微震是这种释放过程的物理效应之一,即煤岩体在受力破坏过程中以较低频率(f<100Hz)震动波的形式释放变形能所产生的震动效应。
微震监测系统通过对煤岩破坏启动发射的震动波的响应,实现约10km范围的危险源探测。
微震法优点是:监测范围广,比地震台定位精度高出上千倍,能对煤岩破裂事件作出较准确的定位,并计算出释放能量;在线实时监测,节省人力,并及时通报信息,软件数据后处理功能强大;设备传感器布置在开拓巷道,受井下设备影响小,可重复使用,波兰的第五代产品ARAMIS M/E使用期一般15 20a。
缺点是:初期投资较大,价格较高;井下传感器布置受开采范围影响,开采水平越多,形成包围网络时精度越高,目前水平、垂直定位误差仍然在两位数;传感器优化布置需要人为爆破,不能自动化自我调整。
(2)地音法地音是煤岩体破裂释放的能量以弹性波形式向外传递过程中所产生的声学效应。
地音是由于井下开采活动诱发的,其震动频率高,大约150 3000Hz;震动能量一般为0 103J。
与微震相比,地音为一种高频率、低能量的震动。
研究表明地音是煤岩体内应力释放的前兆,地音信号的多少、大小等指标反映了岩体受力的情况。
地音监测系统是通过对近场煤岩破坏启动发生的地音信号的响应,实现约200m范围的危险源探测[8-10]。
煤岩层的破坏、裂隙扩展总是经历一个量变到质变的过程。
因此对微震活动频繁的重点区域,采用地音监测技术,是对微震监测技术的补充。
地音监测区域一般集中在主采工作面和掘进工作面。
通过提供统计单位时间监测区域内地音事件的频度、能率、频率、延时等一系列地音参量,找出地音活动规律,以此来判断监测区域的煤岩体受力状态和破坏程度。
2008年10月,煤炭科学研究总院开采分院冲击地压研究室人员将地音监测技术从波兰引进国内。
图1为华亭矿区砚北煤矿井下地音探测器布置方案示意图。
可见工作面每条巷道布置2个探测2总第109期煤矿开采2012年第6期器,随着工作面的推进,探测器迈步迁移。
通过对一段时间内接收到的煤岩破坏地音信息的分析,可以分别按分、小时、工作班对当时危险状态作出评价。
图1砚北煤矿井下ARES 5地音传感器布置地音监测方法的优点是:依据量变到质变的原理,填补了微震所监测不到的盲区;设备井下安装简单、方便;传感器可重复性使用,使用周期较长;软件数据后处理功能强;在线实时监测,节省人力,监测范围较大。
(3)电磁辐射法俄罗斯在前苏联时期就研究应用电磁辐射法,近年来,该方法在我国的应用也较广泛,它通过接收煤岩破坏产生的电磁辐射来测量煤岩体内应力集中程度。
电磁辐射是一种非接触式探测方法,其优点是:不需要安装,直接挂靠在巷道煤帮;为便携式设备,单个工人就能携带;可实现在线监测。