一、礦山動力災害簡介
Ø1.我國的現狀
我國井工煤礦佔95%,平均井深在400m以上。與世界主要產煤國相比,我國煤礦地質構造複雜,礦井事故多發,平均百萬噸死亡率在6左右,是美國的145倍,年死亡人數6000人左右,是全球其他產煤國家死亡人數總和的3倍。
尤其近幾年國有煤礦產量不斷提高,採深不斷延伸,已經有部分煤礦開採到井下1200米以上的深度,礦山動力災害的威脅日益嚴重,特別需要安全監測預警裝備及預警技術來為解危決策提供數據依據,確保安全生產。
隨著我國人口的持續增長,國民經濟的高速發展,人們對礦產資源的需求量也日益增加,複雜難採和深部開採誘發的安全問題日益突出,衝擊地壓、煤與瓦斯突出、巖爆、滑坡等重大的工程地質災害和事故隱患嚴重,嚴
重製約著礦產資源合理的開發與利用。多年來,經過大量的礦山動力災害機理和防治技術的研究,已經取得了一系列重大突破,尤其是在電磁輻射、聲發射(地音)、微震、應力等方面的研究成果及技術裝備已經進入工業應用階段。
Ø2、類型及特點
礦山動力災害包括礦山開採與地下工程活動誘發的衝擊地壓、巖爆(非煤礦山)、煤與瓦斯突出、頂板垮落、突水等,是國內外礦山特別是煤礦開採過程中常見的工程誘發災害。
具有發生時間點不確定、持續時間短、造成後果嚴重三大特點。
吉林某礦煤與瓦斯突出發生後,巷道幾乎被突出的煤巖體填滿。
l二、YDD7.4監測儀裝備
整機儀器包括監測主機、寬屏帶定向接受電磁天線、聲發射傳感器、充電器、串口通信線及YDD7.4礦用動力災害電磁聲波分析系統軟件等。
1、煤礦衝擊地壓監測預警,金屬礦山巖爆監測預警,煤與瓦斯突出監測預警,礦壓評價,突水監測預警;
2、採動影響監測、頂板垮落和採動裂隙演化監測;
3、隧道、橋樑、邊坡等大型砼結構體的安全穩定性評估。
u 1、產品特點
該儀器具有監測範圍廣、雙指標耦合、抗干擾能力強、雙源信息自動處理、干擾信號和有效信號自動監測辨識、分級綜合預警等特點,解決了常規監測預報手段存在的諸多問題,可實現礦山動力災害在“孕育、發展”中EMI&AE信號的時-空演化規律的動態跟蹤監測、及時趨勢分析、及時通報,為礦山安全生產提供更加科學的技術保障手段。
u2、技術參數
3、預測及分析方法
n 預警分析
屬於下列情況之一的表明有發生動力災害的危險性:
(1)參考超限臨界值確定:採用模糊數學法或平均值的1.8倍左右,暫定為監測區域電磁輻射、聲發射的參考臨界值,在使用過程中根據具體情況進行修正;
(2)在確認無干擾或影響較小的情況下,電磁輻射(聲發射)區域時間連接的強度值或脈衝數(振鈴數)劇烈變化,連續多天數據超過臨界值時,應進行預警提示;
(3)當電磁輻射(聲發射)強度或脈衝數(振鈴數)具有明顯增強趨勢,持續增長幅度超過30%,且接近或超過臨界值時,則表明有動力災害危險,進行預警提示;
(4)電磁輻射(聲發射)強度或脈衝數(振鈴數)明顯由近期極大值變為近期極小值時 ,一般有強危險,應結合井下實際情況進行綜合分析,必要時採取撤人或治理措施。
n 判斷準則
1、呈逐漸增長趨勢
2、先升高後降低
3、呈下降趨勢
4、先升高後降低再升高
注意:對於無詳細說明有干擾時,切勿輕率對異常區域下存在干擾的結論。
l三、典型應用案例
案例 1
某礦+100東319區掘進二隊工作面瓦斯異常湧出及突出預警 。
案例 2
河南某礦監測預警煤與瓦斯突出 。
案例 3
淮南某礦突出監測,出現突出前,電磁信號強度顯著增加 。
案例 4
某礦監測頂板週期來壓,4月15日直接頂開始垮落,聲發射強度劇烈增加,4月18日週期來壓後聲發射強度明顯減小。
案例 5
8月15日(工作面回採到26米)發生頂板初次來壓,08月16日後電磁輻射強度逐漸降低,煤體進入新的力學平衡階段。
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