声发射预测冲击地压技术研究

根据声发射机理,利用岩石损伤学的原理,研究了声发射与冲击地压之间的内在联系,从而得出声发射技术用于预测冲击地压的可行性,并在冲击地压比较严重的老虎台煤矿进行了声发射技术试验。现场试验过程中,工作面发生的5次冲击地压均被声发射仪器监测到,证明了声发射技术可用于预测冲击地压。     

不同节理夹角煤单轴压缩力学和声发射响应及影响机制

煤岩的力学特性和声发射响应规律对冲击地压监测预警至关重要,为研究加载方向与节理面夹角(α)对煤样力学特性、裂纹扩展方式及声发射响应的影响,对不同加载方向与节理面夹角的煤样进行单轴压缩试验,并分析了力学和声发射信号响应规律。结果表明:加载方向与节理面夹角对煤样力学特性和声发射响应规律有显著影响。随α增大,峰值载荷和破坏时间均呈先微降后增大的趋势,峰后破坏时间从0°到30°出现陡降趋势。α≤45°煤样的应力-应变在峰值或峰值后出现震荡起伏现象,单轴抗压强度和应变量均小于α45°的煤样。α45°煤样的应力-应变曲线在峰值或峰值后无震荡起伏现象;α≤45°的煤样受力以平行节理面应力分量为主,更容易产生沿节理面的滑移破坏,振铃累计值陡增和大能量声发射信号主要集中在峰后阶段,声发射信号与应力降具有很高的相关性。α45°的煤样受力以垂直节理面应力分量为主,更容易产生挤压摩擦破坏,在应力稳定上升阶段就伴随着大量的声发射信号,大能量声发射信号主要集中在峰前阶段;随α增大,煤样表现出的冲击倾向性越强,声发射信号以45°为界表现出不同的峰前峰后特征。因此,鉴定煤冲击倾向性和利用声发射进行冲击地压监测预警时,需充分考虑煤层节理面与现场受力情况。     

采空区上覆岩层稳定性声发射监测可行性研究

简要介绍了下告铁矿的开采背景、采空区规模及地压特点,论述了采用多通道声发射监测技术进行采空区上覆悬顶岩层稳定性监测的必要性,介绍多通道声发射监测技术方案和特点。针对下告铁矿采空区分布、断层影响和地压活动等情况,确定了采用12通道声发射监测系统进行地压监测,并对传感器的布置进行了优化,给出了传感器的合理分布位置。     

微震分析软件在冲击地压监测预警中的应用

华亭煤矿受地质条件和开采条件等众多因素的影响,近年来多次发生冲击地压灾害事故。为了对冲击地压发生规律进行专题探究,进而寻求监测预警的解决对策,开展了矿山微震分析软件在冲击地压监测预警中的应用。结合防治经验,建立了以微震监测为主,声发射监测、钻屑检测为辅的监测预警体系,论述了"MapRAS 3.0分析预测系统"中筛选优化出来的震动频次、震动能量、活动率偏差指数、岩体破裂速率指数、顶底板损伤深度指数的含义及其分析方法。并以250107-1工作面回风顺槽发生冲击地压显现为例,结合250106-1掘进工作面微震监测数据,开展了具体的案例分析应用,最后总结了监测指标的应用方法和注意事项。实践结果表明,该方法可以在冲击地压监测预警中提供科学、可靠的指导依据,确保冲击地压预警发布的准确性。     

西北某矿采空区稳定性监测方案设计

分析了厂坝-李家沟矿区采空区现状与地压活动现象,确定了地压监测重点区域和部位,建立了适合该矿特点的地压监测网系统。通过对三套监测设计方案进行对比,最终确定了以多通道声发射连续监测为主、同时辅以单通道智能声发射监测并结合应力和位移监测相结合的地压监测方案。该方案可满足对矿区灾害性地压活动进行全面安全监控的要求。     

西北某矿采空区稳定性监测方案设计

分析了厂坝-李家沟矿区采空区现状与地压活动现象,确定了地压监测重点区域和部位,建立了适合该矿特点的地压监测网系统。通过对三套监测设计方案进行对比,最终确定了以多通道声发射连续监测为主、同时辅以单通道智能声发射监测并结合应力和位移监测相结合的地压监测方案。该方案可满足对矿区灾害性地压活动进行全面安全监控的要求。     

无线多通道声发射监测系统优化与应用

针对三道庄露天矿无线多通道声发射监测系统的供电和信号接收等方面存在的不足,进行监测供电系统和信号转发方式优化研究。根据监测系统供电需求、矿区位置、天气等因素,计算确定太阳能电池板合理功率;通过两阶段供电系统的研制、优化与现场试验,证明了供电与监测集成系统能够稳定运行,说明蓄电池电容和电池板功率是匹配的,供电系统方案设计是合理的;该系统的研制与应用,有效地减少监测人员劳动量,降低人员及车辆在空区上方作业频率,提高生产作业安全性,社会效益和潜在经济效益明显。信号转发方式的优化,解决了远距离或异常区信号无法接收的难题,提高了地压监测的实时、准确和全面性。     

基于Atmega16A单片机声发射监测系统的设计与应用

基于Atmega16A单片机自主设计一套地压监测系统。整个过程完成了硬件的购置、软件的设计、数据采集程序的编写、系统管线布置方式的设计以及系统的调试等工作。本监测系统的设计及装置的开发具有灵敏度高、功耗低,信号传输可靠、实时、远程和多元化数据监测,后期其他类型数据监测可扩展性强,系统成本低等优点。采集数据的声发射能率分析结果显示,有两次较大的声发射率值与监测范围内两次较大冒顶事故都可以很好的对应。希望该系统的应用能为矿山地下开采过程中地压活动的监测和预警提供技术支持。     

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。     

尤洛卡(山东)矿业科技有限公司

正KJ743煤矿冲击地压(地应力)无线监测系统KJ743煤矿冲击地压(地应力)无线监测系统是我公司研发的新一代应力型监测系统,适用于煤矿的矿震、冲击地压(岩爆)、煤与瓦斯突出等矿山灾害的预警和监测。监测系统实时无线监测工作面和巷道周围的煤体和岩体的应力,并诊断和预报发生冲击地压及煤与瓦斯突出危险区域和危险程度,为矿井安全生产提供科学依据。系统传感器级采用GFSK无线网络技术进行无线自组网通讯且内嵌ulk mesh1.2协议。各无线传感器节点检测相应数据信息,然后根据路由协议将数     

煤矿围岩动力灾害监测预警系统

针对煤矿围岩动力灾害多发及人工监测不及时问题,设计了一种集成低功耗无线传输、实时监测、数据融合分析及具有预警预案功能的围岩动力灾害监测预警系统;详细介绍了监测系统的技术原理、组成结构、功能模块及应用效益。实际应用表明,系统实现了围岩压力、位移、应力监测数据之间的融合和可视化分析,可对煤矿围岩动力安全隐患进行快速、准确的预警、预报。     

玲南金矿微震监测系统的建立及应用研究

针对玲南金矿深部开采过程中岩爆等地压灾害频发的现状,建立了深部微震监测系统以实现对岩体的连续监测和岩爆的实时预报。结合传感器布置原则和矿山工程条件,对微震监测系统进行台阵分析,计算微震事件的定位精度和系统的灵敏度,得到最优的传感器布置方案。采用定点爆破进行波速校正。定位结果表明,微震监测系统的平均定位误差为5.7 m,能够满足矿山微震监测的需要。基于玲南金矿的微震监测数据,对微震活动的时空演化规律及民采定位进行研究,取得了初步成果。     

冲击地压的地质动力条件与监测预测方法

系统研究了井田自然地质动力条件和开采工程效应对冲击地压的综合作用以及井下冲击地压监测预测方法。建立了冲击地压地质动力条件评价方法和指标体系;提出了应用锚索监测断层活动预测冲击地压的方法。阐明了自然地质动力条件是冲击地压发生的必要条件,开采工程效应是冲击地压发生的充分条件。矿井发生冲击地压必须具备相应的地质动力条件,开采等工程活动仅是诱发因素。测力锚索的应力变化与断层活动具有较大的相关性,当锚索测力计数值突变时,表明断层已经活动,据此可预测矿井近期将有冲击地压发生。研究成果在老虎台煤矿83003工作面进行了成功应用,提高了矿井安全生产水平。     

某矿山地压监测系统建设及预警技术研究

某矿山构造应力较大且岩体硬度较大,发生岩爆风险可能性较高。基于微震监测技术,建设了符合矿山实际特点的地压监测系统,经过台网优化,监测系统定位误差在10 m左右,灵敏度在-2.6左右。分析了微震事件空间分布,划定采场西侧为潜在危险区域。并分析危险区域内微震事件b值动态演化特征,得出b值可做为岩爆预警参量,b值迅速下降可作为岩爆前兆信息,成功预测岩爆发生,可为类似矿山安全生产管理提供一定的借鉴意义。     

无线传输技术在煤矿安全监控系统中的应用

分析了煤矿安全监控的背景和意义,研究了无线传输技术的工作原理,设计了一种以无线传输技术为平台的煤矿安全监控系统,该系统能够实现矿井安全状态监控、报警和紧急处理功能。另外,该系统也能对矿井中的瓦斯浓度进行有效地监控,为煤矿安全生产提供了保障,大大提高煤矿监控系统的安全可靠性,对确保煤矿安全生产将起到一定的作用。     

煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究

冲击地压研究核心分为两大部分，一是冲击地压发生的理论认识;二是基于冲击地压发生理论认识的成套技术体系。传统的冲击地压理论认识在与实际采场、巷道等工程结构问题相对应，下一步如何监测，如何防治等方面尚需进一步发展。目前矿井出现冲击地压多参照法规要求，结合灾害程度开展监测与防治技术应用，由于缺乏针对矿井不同时期的、科学的技术体系指导，冲击地压防治效果甚微，为了实现矿井建设、生产各阶段冲击地压防治系统化、体系化目标，开展了煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究。采用控制论的黑箱研究方法，以冲击地压物理演化过程分解为突破口，采用理论与工程案例结合的方法，着重对冲击地压的冲击启动原理进行了分析，在补充完善冲击地压启动理论的基础上，将冲击地压启动理论与监测、防治技术关联起来，分析了冲击地压启动的主要类型，冲击地压启动理论4方面工程指导意义，从而建立煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，并通过现场实践方法进行了可行性验证。研究可得:① 煤矿地质、开采条件为冲击地压发生提供静、动载荷源，并且主要影响冲击地压启动环节，而不是全过程影响;② 在煤层、顶底板、空洞组成的工程结构中，冲击地压启动原理为弹脆性单一结构体突破材料强度极限，材料失稳，导致工程结构体结构动力失稳的结果;③ 基于完善后的冲击启动理论的四个实践指导意义，针对建设期矿井，提出集中静载荷疏导的区域防范冲击地压的理论与技术体系，针对生产期矿井，提出在冲击启动类型确定基础上，以诱发冲击启动载荷源为中心，分源监测，分源防治，以“卸”为主，以“支”为辅，“卸、支”耦合防冲思想。建立的煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，在陕西彬长矿区某矿井建设阶段、生产阶段分别进行了应用，实践证明，适应矿井全周期的冲击地压防治理论及技术体系，工程应用效果良好。     

微震监测技术在某金矿的应用与研究

某金矿在深部开采过程中,频繁出现顶板冒落、矿柱片帮、岩爆等地压灾害,并存在民采活动扰乱矿山正常生产秩序。通过台网分析及波速校正,设计并建设了满足矿山安全监测的微震监测系统。运用微震监测数据高精度定位震源,分析了定位事件的时空演化规律,评估了监测范围内岩体稳定性,同时定位得到了民采活动区域,为矿山安全生产提供了保障。     

避难硐室监控系统小功率备用电源设计

根据国家要求,常规煤矿安全监控系统要求在交流停电后能够保证不低于2 h的备用时间,避难硐室监控系统在无交流电的情况下需保证96 h的备用时间,对备用电源提出了更长时间的要求。国家防爆标准GB3836允许在隔爆腔内使用的电池种类只有镍镉和镍氢2种蓄电池,存在单体电压低、容量小等缺点,不适用于硐室监控系统。根据监控系统设备分布式的特点,提出分布式备用电源供电结构,设计出一种小功率的本安后备电源,安装在现有本安电源输出端到本安设备之间,为本安监测设备提供长时间的备用电源。测试结果表明,该后备电源具有电池利用效率高、体积小、质量轻、价格便宜等特点,可为避难硐室监控系统提供可靠的安全供电。     

基于3G技术的煤矿监控系统研究

针对煤矿系统环境复杂及其安全监控系统的现状,文章提出了一种基于3G技术的无线煤矿监控系统的设计方案,介绍了该系统的硬件和软件设计。该系统利用监控终端完成现场数据的采集和处理,图像及报警信号通过3G无线网络接入Internet,实现了远程监控中心对煤矿现场的实时视频监控。     

集贤煤矿冲击地压发生机理及治理措施研究

采用ARAMIS M/E微震监测系统研究了集贤煤矿中一下九层左六片工作面微震活动规律与冲击地压显现特征。在此基础上,根据工作面的地质开采条件和矿压显现,研究了该工作面冲击地压产生机理。最后针对该矿冲击地压发生的规律,提出了冲击地压防治措施。