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掘进工作面地质构造探测频谱声学方法试验研究
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作者 张建国 冯志成 +5 位作者 魏风清 马骥 赵锴 王满 郭明功 ШиловВладимирИванович 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期170-178,共9页
【目的】煤矿生产实践证明,绝大多数煤与瓦斯突出受地质构造的控制,且主要发生在掘进工作面。因此,地质构造连续超前探测是防治掘进工作面煤与瓦斯突出的重要技术手段,对保证矿井安全生产具有重要意义。【方法】基于频谱声学方法在俄罗... 【目的】煤矿生产实践证明,绝大多数煤与瓦斯突出受地质构造的控制,且主要发生在掘进工作面。因此,地质构造连续超前探测是防治掘进工作面煤与瓦斯突出的重要技术手段,对保证矿井安全生产具有重要意义。【方法】基于频谱声学方法在俄罗斯多年的研究成果,利用掘进机割煤时激发的人工声学信号在顶板岩层弱化接触面处产生的谐振现象,构建以应力指标和频率指标为基础的地质构造预测系数,通过地震检波器、监测分站、工业环网、监测主机组成的监测预警系统,实时计算分析相对应力系数、频谱最大值频率和地质构造预测系数,实现掘进工作面地质构造的实时监测预警。中俄双方合作并在平顶山天安煤业股份有限公司八矿己_(15)-15080风巷掘进工作面进行了试验研究,试验工作面连续推进756 m,共揭露断层7个。【结果和结论】试验结果表明:(1)地质构造监测指标异常区的分布与工作面地质构造的分布具有较好的一致性,工作面地质构造均分布在地质构造监测指标异常区内,在地质构造揭露前一定范围内,地质构造预测系数一定增大并超过其临界值,地质构造预测系数临界值可取7,对地质构造监测预警的可靠性可达100%。(2)按工作面至断层走向的法向距离计算,超前预警距离为6.5~27.3 m,沿工作面掘进方向计算,超前预警距离为13.5~44.0 m。(3)地质构造预测系数在断层两侧的分布形态可分为两类单翼型和双翼型,断层上盘或者下盘其中一盘的地质构造预测系数超过临界值的属于单翼型,断层上盘和下盘的地质构造预测系数都超过临界值的属于双翼型。(4)根据断层面和断层上下盘的相对应力系数的分布情况,断层附近的应力应变状态可分为单侧高应力区、双侧高应力区和整体高应力区,高应力区至断层面的距离一般为3.2~28.0 m。研究结果为掘进工作面地质构 展开更多
关键词 人工声学信号 频谱声学 地质构造 地质构造预测系数 相对应力系数
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冲击危险评价的相对应力集中系数叠加法 被引量：31
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作者 窦林名 贺虎 +1 位作者 何江 王正义 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期327-332,共6页
冲击动力灾害是关乎矿井能否安全稳定生产的主要因素,目前越来越多的矿井需要在采掘工作面设计阶段确定冲击危险等级与区域,迫切需要发展科学、精确、定量、便于技术人员操作的冲击危险早期评价预警方法。为了解决冲击显现无法用现有强... 冲击动力灾害是关乎矿井能否安全稳定生产的主要因素,目前越来越多的矿井需要在采掘工作面设计阶段确定冲击危险等级与区域,迫切需要发展科学、精确、定量、便于技术人员操作的冲击危险早期评价预警方法。为了解决冲击显现无法用现有强度准则进行表述、不同应力无法标量叠加的问题,提出了冲击危险评价的相对应力集中系数叠加法,将某一待分析区域内影响冲击矿压发生的某因素引起的最大主应力与自重应力的比值,称为相对应力集中系数分量,各分量的乘积为该区域的相对应力集中系数。将影响冲击矿压的因素从载荷特性上分为静载荷和动载荷,从对应力影响效果上分为增压型与减压型,给出了影响冲击的主要动载因素,以及相对应力集中系数计算方法。发生过冲击矿压的矿井利用冲击区域的总相对应力集中系数作为临界指标,未发生冲击的矿井利用临界应力与自重应力的比值作为临界值,根据相对应力叠加系数与临界值的比值对冲击危险等级进行了划分。现场应用表明,相对应力集中系数叠加法与监测冲击危险区域与等级具有较高一致性。 展开更多
关键词 冲击矿压 相对应力叠加系数 危险评价 监测预警
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