智能巖石力學(xué)小論文

1、智能巖石力學(xué)基礎(chǔ)期末考察1一論述礦山安全高效開采中密切關(guān)聯(lián)的智能監(jiān)測(cè)理論與技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)1.聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)自從美國于20世紀(jì)40年代研究出第一臺(tái)微振儀以后，于上世紀(jì)60年代后期發(fā)展成用于監(jiān)測(cè)地下微震活動(dòng)的聲發(fā)射儀器設(shè)備及技術(shù)辦法，并廣泛用于地下工程微震活動(dòng)的監(jiān)測(cè)和巖爆范圍的確定。井下沖擊地壓、大面積冒頂?shù)葎?dòng)力災(zāi)害的發(fā)生都有一個(gè)從量變到質(zhì)變的準(zhǔn)備過程，即巖石從微小破裂到破壞的過程，在此過程中巖石由于應(yīng)變能釋放會(huì)伴隨著應(yīng)力波的釋放，即產(chǎn)生

2、聲發(fā)射(AE)現(xiàn)象。AE聲發(fā)射技術(shù)是用聲發(fā)射傳感器和專用設(shè)備等檢測(cè)、分析聲發(fā)射信號(hào)和利用信號(hào)推斷聲發(fā)射源處巖石等材料破壞特征及發(fā)展趨勢(shì)的一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)技術(shù)。巖體聲發(fā)射技術(shù)結(jié)合聲波檢測(cè)分析方法，對(duì)結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、冒頂與地壓安全隱患預(yù)測(cè)，以及地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)十分有效。隨著微機(jī)的迅速發(fā)展和普及，特別是近年來巖石力學(xué)的進(jìn)展及學(xué)科交叉和滲透，聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用取得了很大突破，解決了其它方法不能解決的一些難題。聲發(fā)射技術(shù)今后需要進(jìn)一步研究和完善，特

3、別是完美地與計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合。2.光纖傳感技術(shù)光纖Bragg光柵(FBG)是20世紀(jì)90年代以來國際上新興的一種有著廣泛應(yīng)用前景、性能優(yōu)良的反射濾波無源敏感元件。光纖光柵作為傳感器的一個(gè)重要的用途就是埋入復(fù)合材料或者結(jié)構(gòu)中來實(shí)現(xiàn)材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變分布的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，形成了光纖機(jī)敏材料與結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的電類傳感器相比，它滿足了礦山井下設(shè)備監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)距離、分布式和長(zhǎng)期性的技術(shù)要求。光纖光柵傳感器已用于巖石變形、相似模擬實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。其工作原理是，一束光注

4、入光纖，滿足光纖布拉格條件就會(huì)產(chǎn)生有效的反射，反射光的峰值波長(zhǎng)稱為布拉格波長(zhǎng)，該反射光的中心波長(zhǎng)與光柵所受的軸向應(yīng)變和溫度呈線性關(guān)系，即:ΔλBλB=KεKTΔT式中：λB為光柵初始中心波長(zhǎng)ΔλB為光纖光柵中心波長(zhǎng)的漂移量pm；ε智能巖石力學(xué)基礎(chǔ)期末考察3地質(zhì)雷達(dá)（GroundPeratingRadar簡(jiǎn)稱GPR），是通過發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，通過接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)遇到存在電性差異的界面時(shí)發(fā)

5、生反射，根據(jù)接收到電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化特征推斷地下介質(zhì)的空間位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和埋藏深度。雷達(dá)波的穿透能力大小是衡量雷達(dá)在礦井中應(yīng)用效果好壞的重要指標(biāo)，它取決于介質(zhì)的電磁波衰減系數(shù)，衰減系數(shù)越小，雷達(dá)波的穿透能力越大。衰減系數(shù)隨著介質(zhì)電導(dǎo)率的增大而增大。煤礦井下介質(zhì)主要為低電導(dǎo)率的煤層、砂巖、頁巖、灰?guī)r，它們的衰減系數(shù)較小，雷達(dá)波在這些介質(zhì)中穿透能力較大。所以地質(zhì)雷達(dá)在煤礦井下應(yīng)用是可行的，尤其在探測(cè)斷層、巖層界面及溶洞位置

6、等方面效果較好。地質(zhì)雷達(dá)具有輕巧便攜、操作方便、分辨率高、效果好且屬于無損傷探測(cè)，因此，在煤礦井下具有很好的應(yīng)用前景。5.微震監(jiān)測(cè)技術(shù)巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞，并產(chǎn)生微震和聲波。在采動(dòng)區(qū)頂板和底板內(nèi)布置多組檢波器并實(shí)時(shí)采集微震數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，采用震動(dòng)定位原理，可確定破裂發(fā)生的位置，并顯示在三維空間上。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于煤礦災(zāi)害監(jiān)測(cè)的最終目標(biāo)是從數(shù)據(jù)采集到監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這還需進(jìn)一步研究，特別是與工程理論相結(jié)合的研究。與傳統(tǒng)技術(shù)

7、相比，微震定位監(jiān)測(cè)具有遠(yuǎn)距離、動(dòng)態(tài)、三維、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，還可以根據(jù)震源情況進(jìn)一步分析破裂尺度和性質(zhì)。這種技術(shù)是在近幾年來計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。它為研究覆巖空間破裂形態(tài)和采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)分布提供了新的手段。目前，數(shù)據(jù)處理主要依靠專家完成。以微震監(jiān)測(cè)技術(shù)為核心，配以礦山壓力、地質(zhì)力學(xué)、水文地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)等工程理論，可進(jìn)行礦井突水、瓦斯突出、巖層垮落等災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。從微震監(jiān)測(cè)技術(shù)和各工程理論本身來看，都是比較成熟的。但在兩