沖擊危險(xiǎn)煤層超低頻電磁輻射監(jiān)測及響應(yīng)規(guī)律研究.pdf

1、隨著礦井開采深度加大,我國煤巖動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生頻次呈逐年增長趨勢,對(duì)煤巖動(dòng)力災(zāi)害進(jìn)行提前預(yù)警是防治災(zāi)害發(fā)生的必要前提,常規(guī)煤巖動(dòng)力災(zāi)害電磁輻射監(jiān)測預(yù)警技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,但在抗電磁干擾和監(jiān)測距離等方面存在局限,而超低頻電磁輻射具有傳播距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),可彌補(bǔ)常規(guī)電磁輻射的不足。論文通過理論分析和現(xiàn)場測試,開展了沖擊危險(xiǎn)礦井采掘過程圍巖應(yīng)力的超低頻電磁信號(hào)響應(yīng)規(guī)律研究,研究了煤巖體受采掘影響產(chǎn)生應(yīng)力集中的時(shí)間與空間分布規(guī)律,分析了超

2、低頻電磁輻射對(duì)卸壓措施的響應(yīng)特征,揭示了強(qiáng)動(dòng)力顯現(xiàn)發(fā)生前的超低頻電磁輻射前兆規(guī)律,對(duì)于超低頻電磁輻射應(yīng)用于沖擊煤層圍巖失穩(wěn)產(chǎn)生沖擊地壓危險(xiǎn)的預(yù)警具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　主要研究成果包括:
　　(1)超低頻電磁輻射對(duì)沖擊危險(xiǎn)煤層回采過程中工作面巷道煤體應(yīng)力變化具有較好的響應(yīng)規(guī)律。超低頻在空間特征上可以反映巷道不同區(qū)域煤巖應(yīng)力的響應(yīng)規(guī)律,在時(shí)間特征上可以反映巷道某一區(qū)域煤巖體應(yīng)力隨時(shí)間(推采進(jìn)度)的變化趨勢;超低頻對(duì)煤體應(yīng)力集

3、中的響應(yīng)方面,相比常規(guī)電磁輻射具有一定的超前性。
　　(2)沖擊煤層注水和卸壓爆破措施可以降低煤層應(yīng)力集中,措施前后超低頻電磁輻射有一定的響應(yīng)特征。超低頻電磁強(qiáng)度值隨著煤層注水措施實(shí)施呈現(xiàn)減小趨勢,同時(shí)與鉆屑量指標(biāo)變化呈正相關(guān)性;卸壓爆破前超低頻電磁強(qiáng)度值在高位穩(wěn)定波動(dòng),爆破后突然減小并穩(wěn)定一段時(shí)間,之后突然增長,再到緩慢下降至較低值并穩(wěn)定;卸壓措施未能完全降低應(yīng)力集中而導(dǎo)致煤炮事件發(fā)生時(shí),超低頻電磁強(qiáng)度值會(huì)呈現(xiàn)突然增大趨勢。

4、r>　　(3)井下動(dòng)力顯現(xiàn)事件發(fā)生前,超低頻實(shí)時(shí)監(jiān)測電磁強(qiáng)度值會(huì)有明顯的前兆規(guī)律,表現(xiàn)為明顯呈現(xiàn)出“上升-下降”與“上升-下降-上升”的變化趨勢。
　　(4)相對(duì)于常規(guī)電磁輻射,超低頻電磁輻射具有更好的抗干擾能力。超低頻和常規(guī)電磁輻射對(duì)于井下機(jī)電電磁干擾響應(yīng)強(qiáng)度幅值都隨著距離增加呈現(xiàn)減小趨勢,但超低頻電磁輻射可以在較近距離內(nèi)避開機(jī)電干擾,尤其是可以較好的避開高頻段電磁干擾波的影響;對(duì)于電纜、注水泵等干擾源,超低頻電磁輻射和常規(guī)電磁