基于到时差值的微震波异常信号识别方法

延迟信号和外部异常信号严重影响微震震源定位精度,为了对它们进行有效识别,基于震源定位理论和微震台网几何特性,建立震源定位的双曲线和双曲面控制方程,揭示到时不同震源定位方法所确定的震源轨迹是一系列二维平面中的双曲线或三维空间中的双曲面,且双曲线或双曲面的形状和位置与到时差值密切相关。论证传感器观测到时之间存在P波到时差值理论极限和延迟信号到时差值理论极限,根据到时差值、微震台网布设和监测空间几何特征,构建2种理论极限的求解模型,建立到时差值分析表,提出根据观测到时差值和2种到时差值理论极限内在关系识别延迟信号和外部异常信号的全新方法。现场爆破实验表明：基于到时差值的微震波异常信号识别方法能够对延迟信号和外部异常信号进行有效识别,在剔除2种异常信号后的震源定位精度得到极大提高,实现对震源的高精度定位,满足现场微震监测需求。     

煤与瓦斯突出电磁辐射预警技术及应用

针对目前煤与瓦斯突出危险预警在预警实时性、准确性和便捷性方面的需求,分析了煤岩破坏电磁辐射特征、规律及煤与瓦斯突出过程电磁辐射、常规预警指标变化规律及其相关性,开发了煤与瓦斯突出电磁辐射预警装备及软件,建立了煤与瓦斯突出电磁辐射预警准则,实现了煤与瓦斯突出演化过程电磁辐射的自动分析及预警。研究结果表明:电磁辐射指标与常规预警指标具有较高的正相关性,可以反映煤与瓦斯突出危险性,现场煤与瓦斯突出预警应用结果表明,电磁辐射预警技术具有较高的准确性,可以超前13 m或提前2天预警到突出危险。     

基于克里金插值法的煤体应力场分布规律研究

为解决应力监测系统监测分析煤体应力场时测点数量较少、插值准确度较低等问题,采用克里金插值法对试验工作面应力监测数据进行变异函数模型拟合和交叉验证,研究在测点数量较少的情况下不同变异函数模型的插值效果.结果表明:在煤体应力场中采用球状模型的克里金插值法的准确性高于其他插值方法,其插值残差的优化均值小于0.2 MPa,并得到工作面回风巷和运输巷内煤体应力监测系统的测点间距应分别小于7.95和9.92 m.采用克里金插值法得到的应力云图能够反映试验工作面巷帮煤体应力场分布规律,为巷道超前支护、顶板稳定性控制、围岩稳定性分析、冲击地压预防等提供理论依据.     

深部矿井掘进工作面煤体突出危险电位反演精细判识

深部煤炭开采条件下,煤与瓦斯等动力灾害更加严峻及复杂,对突出危险潜在区域进行精细判识,是监测预警深部煤与瓦斯突出灾害的基础和前提.常规预测手段无法在空间分布上对突出危险区域进行连续、精细监测.基于此,现场测试研究煤体掘进过程电位响应特征,根据双边电位反演模型提出掘进工作面前方煤体突出危险精细判识方法,并进行应用与验证....     

受载煤体电磁辐射的频谱特征

对受载煤体变形破裂时电磁辐射(EME)的频谱特征进行了研究分析．研究结果表明，在受载煤体变形破裂过程中电磁辐射的频带很宽，其主频段随载荷的变化而发生变化，在受裁初期，电磁辐射的主频带较低，电磁辐射主频带有时呈现先增高而后降低的趋势；在受栽后期，电磁辐射的主频带较高，基本上表现为载荷越大，电磁辐射的主频段越高．     

预制裂纹煤体静载黏滑亚失稳及声电信号响应特征

亚失稳阶段是断层黏滑失稳过程中前兆信息最丰富、变化最激烈的阶段。为深入探索煤体黏滑亚失稳阶段显现特征及该过程的声电信号响应规律，开展了不同预制裂纹倾角煤样单轴下的分级加载实验，同步采集了试样的内部破裂源定位和表面位移场，以及声发射和电磁辐射信号，并对煤体亚失稳过程力学行为和声电特征进行了分析。结果表明：(1)预制裂纹倾角显著影响受载煤样内部应力分布，及亚失稳阶段新生裂纹的拓展分布情况，声发射计数和能量对应力和破坏响应明显，临近黏滑亚失稳时，声发射计数和能量同时出现激增，信号占比接近20%，该响应特征可作为裂纹煤样进入黏滑亚失稳阶段的判断依据；(2)在进入亚失稳状态后，电磁辐射活动最为剧烈，与应力骤降的发生时间几乎相吻合，主破裂发生前，电磁辐射的能量和幅值急剧增高，且峰值能量随裂纹倾角的增加呈先增后减小，裂纹倾角45°的煤样在亚失稳状态时电磁辐射计数占失稳总过程的比例最大；(3)亚失稳阶段煤样的破裂轮廓已经基本形成，预制裂纹倾角对煤样亚失稳阶段时长影响显著，倾角45°时亚失稳阶段时长占比最长，倾角为60°时最短。研究成果可为断层亚失稳状态监测方案制定，及断层构造区大型冲击地压演化及致灾机...     

超临界水热冲击致裂技术研究初探

为了应对复杂敏感环境硬岩破除难的问题，文中提出一种超临界水热冲击致裂技术，以液态水为基液，利用自主研制的本安型聚能剂在水中放热，使液态水吸热转变为超临界态，迅速发生体积膨胀，是一种新型高能流体冲击致裂技术。通过试验验证超临界水热冲击致裂方法的可行性，并通过改变聚能剂配比、聚能剂和水质量比、在水中加入添加剂的方式，探究超临界水热冲击致裂效果及影响因素。研究表明，超临界水热冲击致裂效果与聚能剂剂量、水的成分、用量等有很强的相关性；在水中加入添加剂后，致裂效果得到明显改善，且加入白醋的致裂效果优于加入小苏打。该技术的研发对矿山开采、煤层增透等领域的岩石破碎方案具有重要指导意义和应用前景。     

冲击载荷瞬时扰动原煤试样破裂演化及瓦斯放散特征研究

为了揭示冲击扰动煤体瞬时破坏及瓦斯异常涌出机制，采用含瓦斯煤霍普金森压杆试验系统，开展冲击载荷下三维含瓦斯煤冲击破坏及瓦斯放散测试，研究冲击载荷瞬时扰动下原煤试样破裂演化特征及瓦斯放散规律，分析轴向静载、围压、瓦斯压力和冲击载荷速度4个受载因子对初始最大瓦斯放散速度的影响。结果表明：在低围压或高冲击载荷条件下，三维含瓦斯煤呈现粉碎式破坏，其他试验条件下煤样呈现轴向拉伸破坏模式，裂纹尺度和数量随着轴向静载、围压、瓦斯压力和冲击载荷数值大小而有所不同；冲击载荷作用瞬间，原煤试样瓦斯放散速度瞬时达到最大，随后呈幂指数形式衰减；瓦斯放散持续时长基本在2.00 s之内，随受载因子变化而略有不同；冲击瞬间最大瓦斯放散速度随轴向静载呈指数函数增加，随围压呈线性降低，随瓦斯压力和冲击载荷速度呈线性增加趋势。通过单位尺度受载因子变化对原煤试样最大瓦斯放散速度的贡献度，确定影响煤体瓦斯放散的受载条件重要度为r(冲击载荷)>r(围压)>r(轴向静载)>r(瓦斯压力)。基于乌斯基诺夫式煤粒瓦斯放散模型，建立冲击扰动原煤瓦斯放散模型，对比不同冲击载荷速度下放散模型计算的放散速度理论值与实验值，...