基于声发射的岩体工程灾害微震监测系统

岩体在破坏之前,都会出现声发射和微震现象.通过仪器监测声发射和微震,就可以判定岩体的失稳状态及其位置.文中论述了监测系统的定位原理,介绍了专门开发的多通道监测系统的原理框图,说明了其软、硬件构成及各部分功能.实践表明,利用该微震监测系统的监测结果,可对采场的稳定性作出及时、准确的评价,对岩石的失稳状态作出预报.     

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。     

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。     

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。     

岩体失稳过程中的声发射监测研究

对大红山铜矿岩样进行了单轴压缩和劈裂试验,研究岩样在加载过程中的声发射特征。同时,对该矿2个盘区进行了盘区顶板的声发射监测,探索岩体的破坏机理和预测破坏的方法。根据室内试验与1 a多的现场监测发现,室内岩样破坏过程中声发射特性与现场监测中出现的点柱垮落、采场顶板冒落现象的声发射参数规律相似。声发射活动从平静到剧增且维持较长时间的变化可视为岩体失稳的前兆信息之一。     

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。     

广西某矿特大采空区稳定性的监测

介绍了岩体声发射技术及应力、位移观测在广西某矿山特大采空区稳定性监测中的应用情况,分析了岩体失稳前后声发射信号的一些变化,对矿山采空区稳定性监测预报作了初步的探讨。     

基于声发射实验岩石破坏前兆特征研究

在单轴加载条件下,进行岩石破裂失稳全过程声发射实验研究,得到岩石破裂过程中的应力-应变曲线、声发射参数与时间的关系。选取累计AE数、AE能量释放率、震级-频度关系中的b值随时间的变化规律研究了岩石失稳破坏的前兆信息。结果表明：在初始加载阶段,声发射数量很少;在岩石弹性变形阶段后期和塑性变形阶段,累计声发射数快速增加;声发射能量在岩石破裂过程中相当长的一段时间内保持低释放率,而在破坏前释放明显;在岩石失稳破坏前,b值出现快速下降现象,多数岩石试件声发射b值岩石破坏前下降到最低值。这些前兆特征可以为现场岩体声发射监测预报技术的应用提供依据,以提高岩体稳定性监测预报的准确率。     

煤岩动力灾害声发射预警判识方法的研究现状及趋势

煤岩动力灾害是矿山煤岩体在地应力和瓦斯作用下发生的一种具有动力效应和灾害后果的快速失稳现象,在灾害演化过程的孕育、激发、发展等阶段煤岩体产生破裂,会释放出声发射。通过对煤岩体破坏过程释放出的声发射信息进行监测分析,可以实现煤岩动力灾害的提前预警。基于岩石声发射技术在矿山工程应用的研究成果,系统总结了煤岩动力灾害预警的声发射判识方法的研究现状,指出了当前声发射技术在矿山应用中存在的主要问题,并对该技术的发展趋势进行了展望。     

应用于采空区失稳预报的声发射差量比指标

鄂东地区中小型矿山数量众多,采空区失稳事故频发,实现采空区准确有效的预警预报已成为鄂东地区重点研究内容之一。结合鄂东地区声发射监测应用现状,提出差量比指标,该指标综合考虑了一段期间声发射大事件、总事件及能率3项参数,有效减少外界干扰、地质条件不同及采空区结构差异造成的声发射监测参数波动影响。通过对比采空区岩体失稳声发射参数累计值的变化,得出了对应的声发射差量比指标的一般变化规律及失稳前兆特征,利用声发射差量比指标,不仅能合理有效分析采空区稳定性状态,还能简单准确地根据差值比前兆特征对采空区失稳时间进行预测。将声发射差值比指标应用于鄂东地区普民铁矿采空区稳定性分析,预测评判结果与现场实际情况一致,说明该指标评判方法具有一定的适用性和合理性。     

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。     

基于声发射技术的岩体稳定性实时监测系统的研究

提出了应用声发射技术对岩体稳定性进行监测,实现了24 h不间断的动态监测,为判断岩体失稳提供了依据,取得了较好的社会经济效益。     

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。     

岩体破裂变形过程中AE时序特征研究

对室内岩石声发射试验的事件率与应力关系曲线、事件时序分布进行了分析,研究了岩体破裂变形过程与声发射事件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,可作为预测、预报岩体破裂失稳的依据。     

采空区地压灾害监测技术研究

以某矿山Ⅳ#采空区地压灾害监测为实例,介绍了以多通道声发射监测为主,应力监测为辅的综合监测方法,并以一次采空区顶板冒落事故成功预报为例,对冒顶事故发生前后一周内的声发射事件数、时间率以及应力变化情况分别进行了统计和分析,总结了岩体失稳前声发射前兆规律,指出了声发射事件率警报值。     

原煤与型煤破裂过程中声发射特征对比研究

为探讨原煤与型煤失稳破坏过程中的声发射特征差别,文章利用RMT150-B型岩石实验系统对原煤与型煤进行单轴压缩实验,并通过DS-5型声发射仪对其失稳破坏过程中的声发射现象进行监测,对比分析原煤与型煤失稳破坏过程中声发射现象之间的差别。结果表明:在整个失稳破坏过程中,都伴随有声发射现象的产生,型煤的声发射峰值计数与能量、累计声发射计数与能量都小于原煤;两者都在塑性阶段的后期声发射计数与能量达到峰值,标志着煤样破坏的前兆。     

大尺寸试件在梯度应力作用下的岩爆孕育声发射特性

岩爆是地下深部岩体开挖过程中常见的一种地质灾害现象，而梯度应力是影响岩体岩爆孕育的主要因素之一。为探究梯度应力作用下的岩体岩爆孕育声发射特性，借助YB A型岩爆模拟试验装置对大尺寸试件进行不同梯度应力作用下的室内岩爆加卸载试验，采用声发射监测手段获取试件在加载过程中的声发射数据并进行分析。研究结果表明：围压一定时，试件所受顶部应力梯度差越小，试件岩体产生的声发射现象相对越早，声发射能量的释放频率在加载过程中更均匀，且声发射能量相对较小；随着试件顶部所受梯度应力差值的增大，试件的声发射能量值释放愈发频繁，振铃计数的变化范围越大，越符合岩体压缩作用下的4个变形阶段。     

声发射和变形场联合监测试验研究

为探究工程岩体在声发射和变形场联合监测下破裂失稳的特征,分析两者与岩石破裂失稳的内在联系,进行了片麻岩单轴压缩试验,提供一种更全面的预警方法.研究结果如下:声发射累计振铃计数和变形场应变均方差两个参数曲线启动点出现时间差距不大,预警点出现时间差距较大,总体上声发射比变形场更早监测到破裂信息;声发射累计振铃计数曲线和应变...     

爆破振动对采场声发射的影响研究

采场生产爆破后,用YSSB型岩体声发射监测仪对采场顶板爆破后产生的次生声发射现象进行了监测,得到不同方位炮孔爆破前后采场岩体声发射特征。研究表明,爆破次生的声发射强度和持续时间的长短与爆破条件、装药量及炮孔方向等有关。     

采空区声发射实时监测系统研究

基于长期对鄂东地区小型地下矿山采空区稳定性的监测实践,研发了采空区声发射实时监测系统,具有设备费用低、可通过IE界面实时管理和实时预测、避免人工对数据的干预等优点。该系统包括WUST岩体声发射监测仪和监测系统管理平台两部分。仪器监测数据可通过XBEE无线网络、有线直连网络或人工3种方式传输到上位机,并通过上位机上的监测系统管理平台对岩体声发射实时数据分析处理,预报采空区稳定性。管理人员还可使用网页浏览器远程登录,通过实时监测曲线和数据查询,对采空区异常情况做出及时处理。