深井复杂条件下冲击地压主动防治技术

为解决深井复杂条件下冲击地压防治问题,以古城煤矿2103工作面为研究对象,研究了厚关键层强冲击倾向性工作面的冲击地压发生机理,利用宏观评价法对工作面进行评价并划分危险区域等级,结合微地震监测与应力在线监测采取强预卸压和强支护技术措施进行防治.措施实施后表明,回采过程中部分卸压区域会再次产生高应力集中,采动应力达到18 MPa,采取主动强预卸压解危措施后可将危险消除.据此提出基于主动强预卸压解危措施、主动强支护和主动强监测构建的冲击地压主动防治体系,能有效降低冲击地压的危险性.     

掘进面冲击地压实时无线监测预警技术

通过分析掘进面冲击地压危险区域分布特征,提出了以钻孔应力测量代替钻屑量作为掘进面冲击地压监测预警指标;对KJ615掘进面冲击地压实时监测预警系统进行了应用分析,结果表明系统能够实时监测掘进面围岩应力动态变化,实现冲击地压危险区及其危险程度实时连续监测预警;通过在矿山的现场应用试验,表明系统能够准确的预报冲击地压危险区及其危险程度,保障了高冲击地压危险掘进面的作业安全。     

煤层水力压裂过程中的微震活动规律及其时频特征

为了研究煤层水力压裂过程中的微震活动规律及特征,以山东某深部矿井煤层水力压裂试验数据为基础,提出基于奇异值分解SVD法的微震信号去噪方法,并结合煤层应力监测、管内压力监测等手段,利用短时傅里叶变换STFT法研究了典型水力压裂微震信号的时频特征,最后初步尝试了基于微震指标的水力压裂效果表征。结果表明,伴随水力压裂"注水-起裂-扩展-结束"过程的开展,微震信号特征呈现出规律性变化:信号的振幅值先增后减(由6.64 m V迅速跃升至97.51 m V,后回落至30.61 m V);信号频率普遍分布在30~250 Hz,呈现出缓增趋势(由64.0 Hz升高至109.5 Hz,并短暂维持在105.3 Hz)。最后利用微震事件的空间分布和能量分布,初步表征了水力压裂影响范围及煤层应力迁移规律。上述研究成果为后期利用微震数据解译、评价水力压裂效果提供了参考。     

基于GDAS技术的采空区稳定性无线实时监测及安全预警研究

针对矿山采空区稳定性监测的现状,研究提出了一种基于ZigBee无线网络和GDAS网络中间件技术的无线实时监测方案。利用位移和应力应变传感器实时监测采空区岩体变形和破坏活动,监测数据通过无线网络传输,并应用GDAS平台实现监测数据的实时显示和评价预警。矿山决策者通过网络浏览的方式即可对矿山安全远程实时监控,对危险事件做出及时应对。     

基于小波分形特征与模式识别的矿山微震波形识别研究

在前人研究的基础之上,探讨,验证了矿山微震信号的分形特征,并根据微震信号的特征确立了相关的无标度区间及分形盒维数算法.利用矿山爆破振动,岩石破裂及电磁干扰3类信号频谱分布不同这一特征,结合小波分析与分形理论,通过MATLAB编制相应程序,对3类信号进行了5层小波包分解,求取了指定特征频带上重构信号的分形盒维数.以该盒维数为信号特征,建立23维特征向量,通过SVM支持向量机对300组矿山现场微震信号进行了训练和分类识别.研究结果表明特征频带上的分形盒维数与信号的整体盒维数接近,表明特征频带上的分形盒维数表征了整体的分形特征;3类信号具有明显分形特征,电磁干扰信号最为明显;SVM识别网络识别微震信号,识别正确率高,但运算速度及识别效率仍有待提高.     

煤矿井下爆破作业频带能量分布规律

为了有效降低煤矿井下爆破作业扰动,减少爆破诱发的矿震和煤与瓦斯突出等次生灾害,需要对煤矿井下爆破作业能量变化规律进行研究。采用锚杆外挂式方法安装传感器,优化了微震监测系统安装方法。对煤矿井下爆破作业过程的微震信号进行采集,并应用小波包分解方法分析其频谱,发现煤矿井下爆破作业信号的能量频带分布范围广,各个频带内爆破微震信号的能量百分比不断变化。爆破微震信号92%以上的能量集中在0~500 Hz的低频带范围内。随传播距离的增加,微震信号的高频部分衰减速度快。在煤矿现场应用低爆速、低密度、小直径的炸药,降低最大一段的炸药药量,采用分散布药与不耦合装药方式有利于降低地震效应。     

基于未确知测度的大冶铁矿接触带巷道稳定性评价

接触带巷道稳定性影响因素及破坏机理存在不确定性,其准确评价直接影响着矿山的安全高效开采。为了提高接触带巷道稳定性评价的针对性,采用未确知测度理论,构建了接触带巷道稳定性评价指标体系并分级,建立了接触带巷道稳定性评价模型。以大冶铁矿尖林山-90 m水平的4条接触带巷道为研究对象,对其进行稳定性评价。结果表明:接触带巷道R_(01)、R_(03)和R_(04)的稳定性程度为Ⅱ级,R_(02)的稳定性程度为Ⅲ级,且稳定性程度从大到小的接触带巷道排序依次为R_(04)、R_(01)、R_(02)、R_(03);评价指标中巷道支护效果、矿岩接触面倾角、巷道埋深属于敏感性评价指标;采用未确知测度理论评价接触带巷道稳定性是可行的,为接触带巷道稳定性评价提供了一种新思路。     

基于Bl ender的矿山井巷模型自动生成研究

以开源三维软件Blender和矿山基础信息库为资源,利用Python编程语言提出矿山井巷几何模型的计算方法,并通过Blender自带Python A PI调用Blender建模引擎,从而实现对矿山井巷三维模型的自动生成.运行结果表明所设计的模型简单易行,完全开源后无需软件费用.     

矿山微震震源能量表达方法与应用研究

为了克服传统微震监测预报方法采用对微震事件发生频度、数量和定位上，不能从单一的微震事件上进行判断的技术弊端。借鉴于天然地震能量理论，提出了一种建立矿山微震震源能量求解的方法，并建立了震源点实际能量与微震监测能量的关系式。研究了以炸药当量表述微震震源能量，通过炸药当量与震级的关系，基于震源能量求出矿震震级。现场研究结果表明：微震震源能量对预测矿难、预报周期来压、卸压效果评价、构造地带活化评价以及地压异常区域的确立，有着较为显著的意义。研究结果表明建立微震震源能量与炸药用药量、矿震震级的关系可以定量计算微震事件释放能量的大小，为矿山灾害的预警提供一种新的评判标准，可用于指导矿山安全生产。     

复合墙体支护技术在沿空留巷中的应用研究

为解决深部工作面沿空巷道因超前支承压力过大引起导致巷道变形量大以及易发生冲击地压的问题,基于分段分级承载原理提出复合墙体巷旁支护技术。复合墙体以矸石砖墙作为主墙体,以无机充填材料瑞米Ⅲ号作为副墙体,通过对沿空留巷顶板进行力学分析,计算出顶板下沉量及墙体支护强度。由实验室试验可知矸石砖的支护强度为10.4 MPa,完全能够满足墙体所承受的顶板压力;副墙体设计高度为0.4 m即可满足让压的需要,又能保证主墙体的支撑作用。结果表明:运用复合墙体支护技术能够有效控制巷道变形、防止冲击地压事故发生,解决了工作面沿空巷道超前支承压力过大的问题,同时解决了煤矸石污染环境的问题。