沖擊危險煤層超低頻電磁輻射監(jiān)測及響應規(guī)律研究.pdf

1、隨著礦井開采深度加大,我國煤巖動力災害發(fā)生頻次呈逐年增長趨勢,對煤巖動力災害進行提前預警是防治災害發(fā)生的必要前提,常規(guī)煤巖動力災害電磁輻射監(jiān)測預警技術(shù)得到了廣泛應用,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、抗干擾能力強的特點,可彌補常規(guī)電磁輻射的不足。論文通過理論分析和現(xiàn)場測試,開展了沖擊危險礦井采掘過程圍巖應力的超低頻電磁信號響應規(guī)律研究,研究了煤巖體受采掘影響產(chǎn)生應力集中的時間與空間分布規(guī)律,分析了超

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

3、中的響應方面,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力集中,措施前后超低頻電磁輻射有一定的響應特征。超低頻電磁強度值隨著煤層注水措施實施呈現(xiàn)減小趨勢,同時與鉆屑量指標變化呈正相關(guān)性;卸壓爆破前超低頻電磁強度值在高位穩(wěn)定波動,爆破后突然減小并穩(wěn)定一段時間,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力集中而導致煤炮事件發(fā)生時,超低頻電磁強度值會呈現(xiàn)突然增大趨勢。

4、r>　　(3)井下動力顯現(xiàn)事件發(fā)生前,超低頻實時監(jiān)測電磁強度值會有明顯的前兆規(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)電磁輻射對于井下機電電磁干擾響應強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;對于電纜、注水泵等干擾源,超低頻電磁輻射和常規(guī)電磁