老虎台矿冲击地压预测预报方法探索

文章介绍了在老虎台矿进行的冲击地压局部性预测预报方法试验探索,初步总结出冲击地压局部性预测预报方法,提出了多种方法综合预测预报冲击地压危险性的观点。     

基于多变量混沌时间序列的冲击地压预测

考虑到冲击地压的混沌特征及其监测数据含噪且长度有限,基于多变量时间序列重构和GRNN模型来预测冲击地压监测变量。给出了多变量时间序列相空间重构理论和GRNN混沌预测原理,并提出采用遗传算法同时确定最佳重构参数和GRNN的光滑因子以保证预测精度。在Matlab2010a仿真环境下,将本文方法用于Lorenz系统以验证对含噪且长度有限的混沌序列的适用性,最后对微震能量和电磁辐射两类数据进行预测研究。结果表明：即使历史数据有限,多变量混沌序列预测方法也能提前预测出多个监测变量,从而实现冲击地压预报。     

基于最大Lyapunov指数的冲击地压预测模型

冲击地压的拟合预测方法是对监测数据在未来一定时期的变化和走势规律进行预测，传统的数理统计预测模型把冲击地压监测序列认为是由于外在随机因素引起的，而冲击地压观测时序大多是一个貌似随机的非线性混沌序列，随机过程理论并不完全适合冲击地压时序的预测．最大Lyapunov指数作为量化动力系统对初始轨道的指数发散和估计系统的混沌量，是系统的一个很好的预报参数，本文在对观测序列相空间重构的基础上，基于最大Lyapunov指数对冲击地压工作面观测时序建立了预测模型，并与传统的数理统计预测方法进行了对比分析．通过对冲击危险区域的电磁辐射日平均值序列及顶板下沉速度序列等实例的预测运算和分析，得到冲击地压的最大Lyapunov指数预测模型达到了较高的预测精度，是完全可行的．     

电磁辐射仪在预测预报断层构造型冲击地压中的应用

阐述了构造型冲击地压的特点、危害及预测预报的难点;从KBD5电磁辐射仪的特点及原理出发分析了预测预报构造型冲击地压的可行性;利用KBD5电磁辐射仪在跃进矿23130工作面进行了构造型冲击地压的预测预报.结果证明,电磁辐射仪预测预报冲击地压具有非接触、非扰动,简单、实用、安全、准确的特点,是预测预报断层构造型冲击地压的合理选择.     

深部冲击危险矿井多参量预测预报及解危技术研究

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,对几种常用冲击地压预测手段的机理及适用条件进行分析,提出建立冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马千秋煤矿的冲击地压预报,并对今后深部冲击地压的预测预报及防治提出了几点建议。     

电磁辐射法在冲击地压预测预报中的应用

在实验研究具有冲击倾向煤层变形、破坏电磁辐射特征的基础上 ,对采掘工作面冲击地压的电磁辐射参数进行了现场测定 ,探讨了冲击地压电磁辐射预测预报方法 ,得出了冲击地压电磁辐射法预测预报各参数及煤岩电磁辐射特征变化的初步规律     

矿井冲击地压分类、机理和预测预报研究进展

本文综述了近几十年来矿井冲击地压的分类和发生机理理论的研究进展，对矿井冲击地压预测预报与防治方法做了简要说明，介绍了国内外学者在预测预报方面的先进经验，指出了矿井冲击地压今后的研究重点。     

微地震监测技术对矿井冲击地压防治初步探讨

冲击地压是采矿诱发的矿井地震,是威胁煤矿安全生产的严重灾害之一。本文研究了矿井微地震方法对冲击地压进行预测预报,矿井微地震监测技术是一种新的地球物理探测技术,通过对岩层三维空间岩体的破裂与应力场状况分析冲击地压的前兆信息,通过现场实际应用表明,该研究方法可为冲击地压机理研究和预测预报提供有力依据。     

深部采区冲击地压防治技术和预测预报

通过防治冲出地压技术研究,采用冲击地压危险程度评价的方法,分析冲击地压的危险性,针对冲击地压的危险程度采用冲击地压综合治理措施和预测预报方法等技术,达到控制深部采区工作面冲击地压或把冲击地压损失降到最低点.     

孔庄矿水采工作面冲击地压分析及防治措施

通过对孔庄煤矿发生的三次冲击地压特点的分析,提出了孔庄煤矿冲击地压的防治措施及预测预报方法。     

煤岩动力系统失稳机理

为了计算不同冲击危险程度煤岩体的具体影响尺度,实现煤矿冲击地压的针对性预防和治理,提出了"煤岩动力系统"的概念,构建了"煤岩动力系统与冲击地压显现关系"模型。基于爆破理论和Mises屈服强度准则,提出了"煤岩动力系统"各区域尺度计算方法并建立了相应的评价指标体系。根据煤矿已发生冲击地压和"高能量"微震事件的震源位置和能量值,确定煤岩动力系统"动力核区"、"破坏区"、"损伤区"和"影响区"等各区域尺度的具体影响范围,判断不同尺度范围内煤岩体的冲击危险程度。将煤岩动力系统各区域尺度计算方法在老虎台煤矿进行了准确性验证,表明该方法具有较高的可信度和实用性,可以广泛应用在矿井冲击地压的预测与危险性评价工作中。     

浅析能量组合型冲击地压控制理论

在总结深井冲击地压的特征和规律的基础上,对冲击地压的发生机理进行了分析,并指出了冲击地压是煤岩体系统在变形过程中由稳定态积蓄能量向非稳定态释放能量转化的非线性动力学过程,建立了以组合型能量转化为中心的冲击地压分类体系,并探讨了组合型能量转化的冲击地压发生机理。在此基础上,提出了以组合型能量转化为中心的冲击地压控制理论。     

岩爆发生的随机共振机制

将随机共振理论应用于岩爆形成机制的分析，建立了周期力和随机动力扰动影响下的岩板结构演化方程，采用势函数方法探索了随机共振诱导岩爆发生的机制，并讨论了动力扰动能量向周期力能量的转移现象．研究表明，岩爆的发生机制可通过随机共振理论得到很好的解释．     

冲击矿压的静动叠加失稳机制和发生模式

基于静动叠加冲击矿压的黏弹脆性体突变模型和黏弹性介质中震动波的传播规律,研究了煤体静动叠加冲击失稳机制,结合实例分析了静动叠加冲击矿压的2种基本发生模式:高静载低动载模式和高静载高动载模式,讨论了震动波频率、结构弱面刚度等因素对震动波传递的影响。认为高静载低动载模式和高静载高动载模式能够揭示两类典型的冲击过程;震动动载形成的瞬时动应力增量与静载蠕变阶段的静应力叠加使煤体满足临界条件而发生冲击失稳;震动波传递不仅随弱面的力学性质劣化而弱化,且随震动波的物理特性变化如频率的增大和波幅的降低而弱化。研究结果能为冲击矿压监测和防治提供指导。     

冲击危险评价的相对应力集中系数叠加法

冲击动力灾害是关乎矿井能否安全稳定生产的主要因素，目前越来越多的矿井需要在采掘工作面设计阶段确定冲击危险等级与区域，迫切需要发展科学、精确、定量、便于技术人员操作的冲击危险早期评价预警方法。为了解决冲击显现无法用现有强度准则进行表述、不同应力无法标量叠加的问题，提出了冲击危险评价的相对应力集中系数叠加法，将某一待分析区域内影响冲击矿压发生的某因素引起的最大主应力与自重应力的比值，称为相对应力集中系数分量，各分量的乘积为该区域的相对应力集中系数。将影响冲击矿压的因素从载荷特性上分为静载荷和动载荷，从对应力影响效果上分为增压型与减压型，给出了影响冲击的主要动载因素，以及相对应力集中系数计算方法。发生过冲击矿压的矿井利用冲击区域的总相对应力集中系数作为临界指标，未发生冲击的矿井利用临界应力与自重应力的比值作为临界值，根据相对应力叠加系数与临界值的比值对冲击危险等级进行了划分。现场应用表明，相对应力集中系数叠加法与监测冲击危险区域与等级具有较高一致性。     

煤矿冲击地压的推采速度效应及其动态调控

针对采煤工作面冲击地压存在推采速度效应问题,通过案例与微震监测数据分析,探讨了采场推采模式及速度与冲击地压的关系,揭示了采场推采速度效应产生机制,并通过对类似工作面微震特征的分析,建立了采场推采速度效应动态调控的方法。研究表明:回采工作面冲击地压危险性与采场推采模式及速度具有相关性,其中高速推采、非匀速推采易诱发冲击地压;高速推采造成多顶板势能转化和多煤层应变能均衡释放,非匀速推采导致煤层应变能集中释放;基于微震响应特征构建的采场推采速度效应动态调控方法具有良好的实用性。     

基于两体系统动态加卸载效应的冲击地压机理

从冲击地压事件的能量来源出发,提出了破裂体和释能体相互作用的冲击震源模型,分析了冲击地压过程中能量传递与释放的动态机制,指出冲击源两体之间存在动态加、卸载效应。破裂体中裂纹传播速度越快,对释能体的动态卸载效应越显著,释能体动态应力降越大,能量释放速率越高;释能体动能越大,作用于破裂体的动态加载速率越高,破裂体破坏速度越快,碎裂程度越高,冲击地压发生过程即为两体动态交互作用加速、稳定、减速过程,相关分析与室内两体试验现象吻合。据此理论推测了冲击源的尺度特征,华亭矿区典型冲击地压事件的同步钻孔应变观测结果表明冲击时在破裂区外围不同尺度范围内存在同步应力降,为上述理论提供了工程依据。     

基于粗糙集与遗传算法的岩爆倾向性预测方法研究

结合粗糙集理论与遗传算法,提出一种新的岩爆倾向性预测方法。以碳化矿床采场工作面岩爆倾向性预测为例,选取9种岩爆影响因素作为条件属性,将采场工作面岩爆倾向性结果作为决策属性,选取77组采场岩爆或非岩爆工程实例数据,构成岩爆倾向性预测样本集合。将样本集合随机分为训练样本和测试样本2个集合,对2个集合的属性值进行量化,建立训练样本决策表与测试样本决策表。采用遗传算法对训练样本决策表的条件属性进行约简,得出条件属性的最小约简和核。应用粗糙集理论从约简结果中提取精简的岩爆倾向性判别规则集。用获得的规则集对测试样本决策表中的岩爆倾向性进行预测,并与实际结果对比,验证了判别规则集的可行性和有效性。结果表明,基于粗糙集与遗传算法的岩爆倾向性预测方法更具客观性和科学性,有较高的工程实用价值。     

煤炭需求量预测非线性动力学模型

突破传统分析方法，引入浑沌分析，对煤炭需求量演规律进行探索，以煤炭需求量时间序列数据为基础，从非线性动力学观点出发，研究其所蕴含的动力学特征。求解描述该系统的相空间特征及其吸了，建立煤炭需求量预测非线性动力学模型，采用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵分析给出煤炭需求量确定性预测的时间尺度。     

深部高应力异常集中区冲击矿压动态防治实践

针对采动煤岩体的应力和储能的“时-空”演化特征,以徐州三河尖煤矿深部高应力异常集中的9202工作面及其轨道巷为试验区,提出了冲击矿压的动态防治技术体系：① 分析冲击危险的地质和开采因素,特别是垂直应力梯度的分布规律,进行冲击矿压危险的“时-空”预区划;② 针对不同的冲击危险区,制订相应的煤岩体强度弱化参数;③ 利用微震、电磁辐射以及钻屑法等多参量监测手段及时检验卸压治理的效果,如果检测指标超标,则继续进行卸压解危,直至指标明显突降。防治过程始终遵循“危险监测-卸压解危-效果检验”的动态循环。这一技术目前已在我国多个高冲击危险工作面进行推广应用。