岩体声发射量化指标在采场稳定性监测中的应用

基于岩体破裂过程中的岩体声发射事件率和能率等测试参数,研究评价地下采场岩体稳定性的声发射相对强弱量化指标,以更有效地进行围岩稳定性评价.岩体声发射相对强弱指标可消除声发射测试参数受工程布置和地质构造等环境因素的影响,综合考虑事件率及其变化率和相对强弱指标,可以更准确地预测采场围岩的稳定性.利用声发射相对强弱指标评价岩体稳定性,结果与实际情况具有较好的一致性.     

基于声发射与微震技术的新型岩体稳定性监测系统及应用

岩体在受力破坏过程中,会产生声发射与微震现象。通过监测获取岩体声发射与微震信号,并对其特征进行分析,可以判断岩体的稳定状况。本文介绍了新开发的岩体声发射监测系统的组成、功能以及现场应用情况,并结合现场监测数据,对岩体破坏过程中声发射与微震信号特征和事件频度变化特征进行了分析和探讨。     

某镁矿山爆破岩体声发射信号特征分析

为预测、预防岩体失稳,对某镁矿山岩体进行了为期13 d声发射监测,将采集到声发射信号结合监测过程中岩体出现冒顶和片帮现象,分析岩体破坏失稳各个阶段声发射信号特征;将岩体声发射率与试验室岩石单轴压缩破坏声发射率进行对比分析,研究二者的异同。研究表明,岩体处于受力初始阶段,声发射事件较少,观测场所是安全的;如果在一定周期内接收到连续的声发射信号且声发射事件明显增加,岩体破坏已经进入发展阶段,此时采场处于不稳定状态,应该加强现场的安全措施;如果一定观测周期接收连续的声发射事件,但事件数并不多,岩体破坏由活动期转入失稳前的稳定期,应该停止一切作业活动。结果对于岩体稳定性控制具有指导作用。     

声发射及CT在煤岩体裂纹扩展实验中的应用进展

声发射技术和CT扫描技术是监测煤岩体裂纹扩展的重要手段。概述了声发射及CT扫描实验在煤岩体领域的发展历程和应用现状。结合声发射技术与CT扫描实验的优点,提出声发射与CT相结合进行煤岩体实验的研究方向,以便于有效结合煤岩体内部裂纹变化情况进行煤岩体裂纹扩展机理的研究,为进一步研究煤矿冲击地压的发生机理提供理论依据。     

武山铜矿岩体声发射技术应用研究

本文主要介绍岩体声发射技术在武山铜矿南矿带的试验研究及应用情况。 通过现场总结武山铜矿南矿带岩体破裂过程中岩体声发射频谱及衰减特征,得出了武山铜 矿南矿带岩体声发射活动特征值与岩体稳定性关系,从而为采空区稳定性监测预报提供了 理论依据。     

用AE时序参数特征预测岩体失稳的研究

对室内岩体失稳过程的声发射参数时序分布进行分析,提出岩体失稳过程与声发射事件参数时序分布特征之间的相关规律。现场监测结果表明岩体破裂变形过程中的声发射信号是随机的,非周期性的,随着地质环境等改变而改变;岩体声发射事件主频时序参数突变,由小突然增大,或是在连续增加时突然减少,都是临近破坏的征兆,AE参数时序特征可作为预测、预报岩体破裂失稳的依据。     

声发射技术在岩体冒落预测预报中的应用

论述了岩体声发射技术原理,结合实例介绍了岩体声发射技术在大规模及局部冒顶中的应用情况.     

双轴压缩下饱和水对洞室岩体声发射的影响实验研究

通过含洞室体在双轴压缩状态下的声发射实验，搞清饱和水对洞室岩体声发射特性的影响，以便利用声发射规律预测岩爆和岩体失稳。     

多通道声发射监测系统在矿山安全开采中的应用

以多通道声发射监测系统在某矿山采空区顶板坍塌事故中的成功预报为例,对顶板坍塌事故发生前后一周的声发射事件的特征参数进行了统计分析,对监测到的声发射信号进行了分类,指出了岩体在不同受力阶段声发射波形的变化,总结了岩体失稳前的声发射前兆规律,对声发射在类似矿山及岩土工程监测中的应用有较好的参考价值。     

无线岩体声发射信号监测系统设计

岩体声发射监测是矿山岩体灾害监测预警的重要手段,目前国内在矿山岩体声发射监测方面都开发出了相应的监控系统产品,但大都采用有线的方式。为使研究设计中减少系统现场安装和维护的工作量,避免监控盲区,设计了一种无线的岩体声发射监测系统,即系统由多个平行的检测通道构成,能实时采集和显示声发射波形信号,准确分析、研究监测部位岩体形状,提高预警的准确性,有广阔的应用前景。     

岩石受压破裂过程应力应变及声发射特性研究

通过试验监测岩石受力过程的声发射参数特征和时间过程特征等,探索岩石受力变形直至破坏全过程的时间特性,得到岩石破裂过程中岩石应力应变、声发射参数与应力和时间的关系。对比研究表明,不同岩样在加载过程中的声发射率与声发射能量参数成正比关系,而应力大小与声发射率和声发射的能量参数不成正比关系。最后通过岩样的压缩试验得出了不同岩样的岩石应力、应变曲线与声发射特性之间的变化规律。     

关于采空区声发射传感器布置优化的研究

为了确保新平鲁电矿业自走铁矿生产安全,将声发射监测技术应用于该矿地压监测项目,以井下1530至1580中段的采空区为主要研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件对1530~1580中段的部分采空区进行模拟,找出应力集中、安全系数小、位移较大的危险性区域布置射声发射监测点,实现声发射网络的优化布置。综合考虑声发射传感器的监测范围以及容易受到的外界干扰因素后,确定将声发射传感器布置在这些危险性较大的区域周围关键的矿柱或者边帮围岩中效果最佳。     

某铁矿采空区地压监控及稳定性分析

引进STL-12型多通道声发射监测系统,利用声发射技术对采空区地压进行全天候实时监测。提出整理分析声发射数据与井下现场查看相结合的监测方法。整理和分析了1 a左右的监测数据,总结出岩石破坏时的声发射波形特征、常见波形出现的原因和特点,确定目前采空区的稳定性良好,可保证矿山的安全生产。     

引入外参数的声发射系统在地应力测量中的应用

为解决AE法测量地应力时存在的测试精度低、可靠性差、Kaiser效应点不易判别的问题,采用先进的MTS 815材料试验机作为加载设备、PCI-2声发射仪作为声发射信号采集设备,并通过外参数引入技术改造,实现了加载设备和声发射仪二者数据采集的实时同步化,解决了声发射信号特征点与应力值间准确对应关系问题,提高了测试的准确性和精度。在此基础上,分析研究了分级多次循环加载方式下岩石试件声发射信号激发特征与规律,找到了准确获取地应力特征点的方法和波形处理技术,大大提高了测试的可靠性。利用该系统对甘肃白银集团小厂坝铅锌矿深部矿区进行了3个中段15个测点的地应力测试,获得了该矿区原岩应力场分布及变化规律,可为后续安全生产设计提供可靠基础数据。     

岩石受载破坏前兆特征——声发射平静研究

通过岩石加载室内试验方法,测试了不同岩石破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石破坏全过程力学特性--岩石的全应力应变曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,研究了声发射事件数、事件率与应力水平、时间之间的关系。研究着重讨论了一次性加载过程中非脆性破坏的岩石在加载接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小,也即这一阶段出现明显的耗时现象;并且在此阶段监测到的声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静阶段。而对于脆性破坏岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的“耗时”现象,声发射的监测也没有声发射相对平静期现象。结合室内试验,还对现场岩体失稳破坏声发射监测中的一些问题进行了总结和分析,为更好地应用声发射手段进行岩体稳定性现场监测预报提供了理论依据、方法和手段。     

大红山铁矿深井大规模开采岩爆综合评价

大红山铁矿是特大型深埋矿床,在深井开采时遇到的一个技术难题就是岩爆。为评价岩爆倾向性烈度,对该矿深部5种岩样进行室内岩爆倾向性试验,并采用声发射方法确定岩石接近峰值强度时的卸载点;通过地应力现场实测和三维有限元数值模拟,获得深部最大主应力和巷道开挖后最大切向应力;采用最大主应力判别法、切向应力准则、强度脆性系数法、变形脆性系数法、弹性应变能储存指数法这5种评价方法,对岩样的岩爆倾向性进行单项指标评价,分别得到各矿岩岩爆倾向性烈度。然后采用模糊数学法,对各单项指标评价结果进行综合评价。结果表明:深部主要矿岩体总体上具有发生中等岩爆和强烈岩爆的倾向性。最后,通过评价结果,在岩层图上绘制典型水平岩爆倾向性分布区域,可为深部开采和岩爆防治提供参考依据。     

单轴压缩条件下岩石声发射特性的实验研究

采用SDAES型数字声发射仪和岩石参数动态测试系统,对云南大红山铜矿2组岩石进行了单轴压缩条件下的声发射实验,研究岩石在单轴加载过程中声发射活动随时间和应力、变形等内在规律,比较2组岩石声发射规律的异同,在此基础上分析了岩石的破坏机理。实验结果表明：2组岩石声发射活动规律大体相同。除加载初期外,岩石声发射活动与试样体积变形间有较好的关联性,岩样中裂纹形成和原有裂纹扩展是造成岩石声发射活动与试样体积变形的主要原因。岩石破坏过程中岩石的声发射率和能率不完全一致,声发射能率的变化规律较声发射率表现得更加敏感,更适合用来预测岩石的破坏。     

基于声发射监测的双轴加载岩石破裂研究

选取中粗粒花岗岩,应用声发射技术,通过施加不同侧向压力,对双轴加载方式下花岗岩试样破裂过程中的声发射序列特征进行研究,着重分析了抗压强度、声发射活动特征与侧向压力的关系。研究表明：侧应力增大了竖向抗压强度,加载端临界侧向应变是侧向应力影响竖向抗压强度的关键。当加载端临界侧向应变为正值,即试件在该方向受拉时,侧向应力对竖向抗压强度的增强起到正作用;反之,起负作用。同时,侧压力对声发射序列特征影响也比较明显。侧压力较小时,岩石在加载初期只有较少的声发射事件,在破坏前出现大量的声发射事件,声发射序列在应力峰值前表现为单峰型;侧应力较大时,较小的应力扰动即可诱发微裂隙的产生和发展,产生较多的声发射事件,致使声发射序列表现为群震型。这对于岩石破裂失稳预报很有意义。     

某矿深部灰岩蠕变声发射试验与特性研究

对某矿深部灰岩进行了蠕变声发射试验,研究灰岩在不同应力水平状态下的蠕变声发射特征。结果表明：声发射参量在恒载初期变化较活跃,灰岩的泊松比也有较大波动;进入长期恒载蠕变阶段后,声发射参量和灰岩的泊松比波动较小;当加载应力达到灰岩单轴抗压强度的90%左右时,灰岩的声发射特征参量出现突增现象。根据声发射参量的变化以及灰岩在不同蠕变阶段的应变特征,在一定程度上可对灰岩蠕变破坏进行有效预测。