冲击地压应力监测预报系统的研制与应用

为了较好地预测冲击地压,实现冲击地压发展、发生过程的动态监测,针对冲击地压发展、发生过程中应力脉冲信号幅值的变化情况,研制了冲击地压信号监测记录分机,并开发了相应的预测预报软件.监测记录分机配4组传感装置,可同时记录来自4个不同方位的应力信号,利用红外通讯适配器将记录的应力信号传输给软件分析系统来预测冲击地压.工程实践表明,预测预报系统能较好地对冲击地压的发展、发生过程进行跟踪和预测,具有较高的工程应用价值.     

冲击地压应力监测预报系统的研制与应用

为了较好地预测冲击地压,实现冲击地压发展、发生过程的动态监测,针对冲击地压发展、发生过程中应力脉冲信号幅值的变化情况,研制了冲击地压信号监测记录分机,并开发了相应的预测预报软件.监测记录分机配4组传感装置,可同时记录来自4个不同方位的应力信号,利用红外通讯适配器将记录的应力信号传输给软件分析系统来预测冲击地压.工程实践表明,预测预报系统能较好地对冲击地压的发展、发生过程进行跟踪和预测,具有较高的工程应用价值.     

综放工作面超前支承应力分布规律探究

北七采区3下7110工作面是田陈煤矿的主采工作面,该工作面受冲击地压威胁,特别装备了KJ21冲击地压在线监测系统,利用该系统监测煤体应力,预测预报冲击危险性,确定超前支承应力影响范围。     

钻杆推力法预测冲击地压的实验研究

为准确预测预报矿井冲击地压,采用钻杆推力法来判断煤矿冲击地压危险性。通过建立钻进煤层过程中钻杆的动力学模型,得出钻杆推力与煤体应力的关系,利用自主研制的钻杆推力实验测试系统,在实验室测试了不同煤体应力下推力值的变化规律。实验结果表明:随着钻进深度的增加,推力值呈现先增大然后稳定再逐渐减小的规律;在相同钻机及钻具条件下,在矿井下进行原位钻孔实验,分析实验数据发现,钻杆推力与煤体应力、钻屑量有较好的对应关系,充分证明了利用钻杆推力预测冲击危险性的可行性。研究结果为煤矿冲击地压等动力灾害的预测预报和危险区域的判定提供了一种方法,可作为预测冲击危险性的参考性指标。     

冲击地压的应力增量预报方法

采用覆岩空间结构运动理论预测了兖州煤业股份有限公司南屯煤矿9303孤岛放顶煤工作面的岩层运动规律,确定了冲击危险区和危险程度,并对冲击危险区域进行了卸压预处理。在此基础上,在危险区采用钻孔应力增量、钻屑量和钻屑过程中的动力现象为主要指标的冲击地压应力增量预报方法,对工作面可能发生冲击地压的位置进行了准确的预测预报。由于提前做好了预先卸压、监测检验和防护,在预测区域内发生2.6级矿震时,成功避免了矿震诱发的冲击地压灾害,实现了有震无灾的控制目标。     

跃进矿25110工作面巷道冲击的电磁辐射前兆规律

煤岩电磁辐射技术可以预测、预报矿井冲击地压。针对跃进矿冲击地压频发生问题,采用电磁辐射预测的方法,详细研究了工作面某处电磁辐射信号的前兆信息。获取了冲击危险前兆信息,检验了卸压爆破的效果。     

耿村煤矿综放工作面冲击地压预测预报技术

冲击地压对煤矿安全生产构成很大威胁,准确、有效地预测冲击地压能够为采取相应的防治措施提供依据,而且可从根本上消除和缓解产生冲击地压的先决条件。在13190回采工作面采取了电磁辐射监测法、钻屑法、顶板压力在线监测法对冲击地压进行预测预报。实践证明,采取这些方法在工作面回采过程中能有效预测应力增高区,保证矿井安全生产。     

坚硬顶板工作面冲击地压远近场联合监测预警技术

针对坚硬顶板和高应力的开采条件,提出了冲击地压远近场联合监测预警技术,采用ARAMISM/E微震监测系统进行远场监测,对工作面开采过程中微震事件的时空演化规律进行了分析,确定冲击地压预警指标值,建立联合指标对冲击地压进行预报。采用电磁辐射和煤体应力进行近场监测,确定工作面和两回采巷道电磁辐射强度预报值,结合煤体应力等值线的变化,对冲击危险性进行评价。应用实例表明采用冲击地压远近场联合监测预警技术后,成功预测了数次冲击地压,取得了较好的预测效果。     

不同冲击启动类型的地音前兆信息识别

将冲击地压地音前兆信息识别方法建立在冲击地压机理分析的基础上,提高了冲击地压预测预报的理论依据和可靠性。通过对大量现场实测地音数据分析,获得了顶板断裂型、采动高应力型和断层活化型冲击地压的典型地音前兆模式。突变型地音模式适合于用来预测顶板断裂型冲击地压,灵敏性较高;持续稳定型则一般不会出现非稳定的突变状态,适合采动高应力引发的冲击地压预测;波动型地音模式包含类似主震-余震型和前震-主震型两种,适合于断层活化型冲击地压预测。     

坚硬顶板断裂振动型冲击地压预测技术研究

根据坚硬顶板断裂振动型冲击地压的发生机理，提出了冲击地压预测预报技术，经现场试验形成了“支架载荷-声发射联合观测，巷道收敛变形，煤体应力检测，煤体钻屑检测”的冲击地压综合预测预报系统，并取得良好的安全效果。     

采动应力监测系统的设计

提出了采动应力监测理论,开发研制了采动应力监测系统,并进行了采动应力场监测实践,针对冲击危险工作面进行了监测和预测。监测实践表明,采动应力监测系统能够准确监测采动影响条件下工作面前方煤岩体的应力变化,据此能够有效评价工作面前方冲击危险区的冲击危险等级,为冲击矿压预测与防治提供了先进、适用手段。     

新兴矿薄煤层开采冲击地压监测预测技术研究

近年来,新兴矿已进入深部开采,冲击灾害显著增加且越来越严重,冲击矿压事故频繁出现。文章利用电磁辐射技术对61051、41062工作面冲击矿压进行监测,分析冲击矿压危险的电磁辐射变化规律,利用模糊模式识别方法确定冲击矿压电磁辐射预测临界值,实现对新兴矿大倾角薄硬煤层开采过程中的冲击矿压监测、预测。通过现场的监测基本掌握了冲击前兆及高危区域的电磁响应规律;圈定出危险重点监测区域并多次成功对冲击发生作出预警。     

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。     

岩爆过程的能量分析

能量积累与消耗是岩爆机理研究的重要内容之一。本文从地应力作用和晶体结构断裂两方面对其进行分析,得出地应力作用对岩爆能量积累来说是一个长期潜在的过程,而从岩石裂纹瞬时扩展及裂纹两侧矿物晶体拉伸破坏角度讲,岩爆能量的积累过程则是短暂的、瞬时的。岩爆释放的能量转化为表面能、动能及热能等形式。控制动能所占比例对防治岩爆或降低岩爆烈度有重要意义。     

冲击矿压的微震预测预报技术及工程应用

介绍了微震监测系统的基本原理和监测技术,并与传统的钻探法、近距离监测手段作了对比,指出了微震监测技术具有静态、实时和大范围监测的技术优势。对微震监测的监测结果作综合统计分析,参考矿井冲击矿压的历史统计资料,是冲击矿压冲击倾向性的基本技术手段;工程实践表明,用综合指标预测冲击矿压是可行、可靠的。随着各矿井采深的加大,微震监测技术将成为深部开采地质灾害预测预报的重要监测手段。     

冲击矿压防治的应力控制理论与实践

分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击危险性的煤岩层实施煤层卸载爆破、深孔断顶爆破和深孔断底爆破技术,进一步验证了冲击矿压防治的应力控制理论,取得了良好的实践效果。     

深埋隧道中单组结构面对岩爆的影响

结合国内外结构面型岩爆的研究成果,以乌兹别克斯坦甘姆奇克隧道为工程背景,采用离散元数值计算方法,探讨在深埋隧洞单组结构面的条件下,结构面的产状、间距以及位置等对岩爆的影响规律。重点分析了隧洞最容易发生岩爆的危险区域、最易诱发岩爆的结构面危险倾角以及结构面的最危险位置。由最终的模拟结果可知：在水平主应力最大的条件下,直墙半圆拱隧洞的拱顶位置附近以及边墙墙角的应力集中区为岩爆发生的高危位置;单组结构面的条件下,岩爆的发生基本集中于陡倾结构面的位置,结构面缓倾处一般不发生岩爆;结构面的产状会影响围岩的破坏模式,缓倾结构面容易诱发围岩的弯折破坏,而陡倾结构面则更容易发生沿结构面方向的剪断或滑移;结构面间距的改变使得结构面与开挖边界之间的位置关系发生改变,从而影响到岩爆;开挖边界外侧的结构面距离边界越近则其附近的应力越高,诱发岩爆的可能性也越大。研究着重于研究结构面对于隧洞岩爆所造成的影响,分析了容易诱发岩爆的结构面形态,对于实际工程的工程选址、岩爆预测以及岩爆防治都有着一定的指导作用。     

近直立特厚两煤层同采冲击地压机理及防治

针对急倾斜特厚煤层特殊的赋存条件和开采技术条件,基于区域构造应力特征和地应力实测结果,建立了急倾斜特厚煤层水平分段开采两侧采空岩柱的外伸梁力学模型,分析得到了近直立特厚水平分段两煤层同采条件下两侧采空岩柱对煤体的"撬杆效应"构成了冲击地压的力源并获得其表达式,提出了由于该力源作用在煤体上产生的应力随时间的变化率达到或超过煤体的动态破坏应力指数而发生冲击地压的致灾机理。数值模拟结果和现场微震统计结果表明,主要受水平构造应力影响下的两侧采空岩柱在开采水平以下出现了应力集中和能量集中区域。据此提出了在开采水平超前工作面定期通过爆破和高压注水降低岩柱应力集中程度进行冲击地压解危,效果检验表明防治效果显著。     

千秋煤矿冲击矿压电磁辐射前兆规律探索

千秋煤矿为冲击矿压高发矿井,该矿引进电磁辐射仪对21141和21201两个工作面进行检测,通过对近期多次冲击发生时段电磁辐射强度变化情况分析,得出了千秋矿冲击矿压的电磁辐射前兆规律,为该矿之后的冲击矿压预测预报工作提供了参考依据。     

深井高应力高温缓倾斜矿床开采技术研究

根据冬瓜山深井高应力高温缓倾斜矿床开采技术条件,提出了相适应的阶段空场嗣后充填采矿方法;通过采取暂留隔离矿柱、充填、支护、岩爆监测及高温热害控制等措施,达到高效安全开采的目的。介绍的防岩爆、防高温等深井采矿技术,值得同类矿床借鉴。