深部矿井应力主导型煤岩瓦斯动力灾害声发射监测预警方法

发布时间：2021-08-08 03:18

　　矿井深部开采条件下,传统预测方法难以准确预测应力主导型煤岩瓦斯动力灾害的发生。为提高动力灾害预测的准确性和可靠性,以平煤十矿己15-24080采面为研究对象,采用声发射监测预警技术对工作面回采进行实时监测。研究发现,应力主导型煤岩瓦斯动力灾害发生前,声发射指标整体上呈现逐渐升高的趋势,且动力灾害发生在声发射指标演化曲线的下降段;声发射前兆模式呈现为指标"先上升后下降"的模式。基于此提出了"静态临界值与动态趋势预警"相结合的煤岩瓦斯动力灾害声发射判识预警方法,并建立了工作面应力主导型煤岩瓦斯动力灾害声发射判识预警准则,实现了对深部矿井应力为主导型煤岩瓦斯动力灾害的超前监测预警,确保了工作面安全高效开采,完善了声发射监测预警技术体系。 

【文章来源】：山东科技大学学报(自然科学版). 2020,39(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

己15-24080回采工作面工程平面图

采用中煤科工集团重庆研究院有限公司自主研发的YSFS(A）型矿井动力灾害声发射实时监测系统（图2）在己15-24080采面构建声发射监测系统，整个系统形成一个地面与井下相交互的多通道并行的实时监控网络，由井下声发射监测主机对声发射传感器采集的海量声发射信号进行原位处理，处理结果经安全监控网络传输至地面上位机，实现对工作面煤岩动力灾害的实时监测、超前预警，有效克服传统预测方法“短兵相接”、点预测、工程量大和人为因素多等缺点。利用声发射监测系统连续跟踪监测己15-24080采面回采，实时捕捉工作面回采过程中出现的煤岩瓦斯动力灾害的声发射前兆信息，分析声发射信号特征参数指标变化，对工作面动力灾害进行实时判识预警。

声发射传感器安装效果的好坏直接影响着传感器接收声发射信号的能力和噪音的阻隔效果[6]。中煤科工集团重庆研究院有限公司在多年的现场应用研究中，形成了波导器安装方式和孔底安装方式2类声发射传感器的安装方式。波导器安装方式安装便捷，能回收利用，适合在外界作业噪声干扰少的空间环境下使用。孔底安装方式需要施工一定深度的钻孔，将声发射传感器安装在煤岩体内部，孔口进行隔噪处理，能够很大程度上隔绝外界干扰噪声，并根据现场安装钻孔角度的不同，形成了水泥注浆固定安装方法和叉式固定安装方法，如图3所示。根据己15-24080采面的煤层赋存情况，分别在机巷采用上向孔叉式固定孔底安装方法，在风巷采用下向孔水泥注浆孔底安装方法，距离工作面前方50m位置处各超前预埋1个声发射传感器，声发射传感器随着采面的推进按30m一个监测循环同步超前安装。

【参考文献】：
期刊论文
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[4]声发射技术在煤与瓦斯突出预测中的应用研究[J]. 陈玉涛,覃俊,李建功,张明明.  矿业安全与环保. 2017(06)
[5]声发射技术在平煤股份十矿的应用[J]. 张晋京,李建功,朱同功,胡杰.  煤炭技术. 2017(03)
[6]煤岩动力灾害声发射预警判识方法的研究现状及趋势[J]. 杨慧明.  矿业安全与环保. 2015(04)
[7]基于R型聚类分析的声发射特征参数指标相关性研究[J]. 胡杰,李建功,隆清明,李秋林.  矿业安全与环保. 2015(04)
[8]塑性煤与脆性煤破坏过程的声发射演化特征试验研究[J]. 杨慧明.  矿业安全与环保. 2015(01)
[9]突出煤层瓦斯治理薄弱区域消除突出及应力集中技术研究[J]. 朱同功.  中国煤炭. 2014(07)
[10]矿井煤岩动力灾害声发射监测适用条件初探[J]. 文光才,李建功,邹银辉,吕贵春.  煤炭学报. 2011(02)

博士论文
[1]煤岩体声发射传播机理研究[D]. 邹银辉.山东科技大学 2007



本文编号：3329110