摘要!根据煤与瓦斯突出产生电磁辐射的原理和煤岩破裂电磁辐射信号的特征,设计出了电磁辐射监测仪,并将该监测仪应用于煤与瓦斯突出的预测预报,得到了大量的实验数据,从中总结出煤与瓦斯突出危险程度与电磁辐射强度和脉冲数的关系,给出了有突出危险时电磁辐射强度和脉冲数的临界值.实验证明电磁辐射监测仪在实际应用中效果良好.
关键词!煤岩破裂/煤与瓦斯突出/电磁辐射
中图分类号!01("'2*/03&""2*4文献标识码!5
基金项目!江苏省自然科学基金)67*##*""4+资助项目.
煤与瓦斯突出是煤矿井下一种极其复杂的动力现象,是矿井生产的重大自然灾害之一.据统计,目前我国有突出矿井*($对,突出次数每年已超过万次.随着煤炭开采强度的增加和开采规模的扩大,煤与瓦斯突出'矿井冲击地压等问题将更加严重.突出预测预报是突出防治的重要环节.目前对采掘工作面瓦斯突出危险性的预测预报,主要采用打钻来测量钻孔瓦斯涌出量,钻孔附近取得预测结果仅仅是局部的,并不能完全代表整个预测范围内煤与瓦斯突出的危险性,并且这种方法需占用作业时间和空间,工作量大,对生产有一定的影响.
电磁辐射)rfgsolemnhkgopsgmpwwpek,ryr+是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的过程,与煤岩体的受载状况及变形破裂过程密切相关(").采用电磁辐射法预测煤与瓦斯突出等灾害动力现象的优点是!快捷有效,可靠性高,对生产没有影响,并且不受人工等外界因素的干扰.
"煤与瓦斯突出产生电磁辐射理论
"2"受载煤岩破裂电磁辐射规律(*)实验室及现场测试结果表明,不同类型的煤体破裂过程中都有电磁辐射信号的产生,电磁辐射源于煤岩体的非均质性及煤岩体变形破裂的非均匀
过程,与煤岩体的破裂过程密切相关.
数据采集与处理
!"#瓦斯对煤岩体破裂电磁辐射的影响瓦斯对煤岩体的变形破裂过程有很大影响$在煤与瓦斯突出过程中$瓦斯起了很大的作用%瓦斯气体的存在将降低煤岩体的强度$使煤岩体的变形过程更加强烈$电磁辐射信号也随之增强%!"&电磁辐射法预测瓦斯突出原理'&(
煤与瓦斯突出从时间上可分为准备)发动)发展及结束*个阶段%预测煤与瓦斯突出就是要在其准备及发动阶段$根据前兆信息判断瓦斯突出的危险程度%根据现场统计实验得出+电磁辐射和煤的应力状态及瓦斯状态有关$应力)瓦斯压力越大时电磁辐射信号就越强$电磁辐射脉冲就越大%应力和瓦斯压力越大$突出的危险性就越大%#煤与瓦斯突出电磁辐射信号监测的意义'*(电磁辐射的基础及应用研究虽然还处于开创阶段$但可以看到其应用前景很广阔+
,!-评定煤岩体的应力状态%初步的实验研究表明$煤岩体应力应变状态的变化能够引起电磁辐射幅频特征的变化$因而可以用电磁辐射幅频值来评估煤岩体或工作面的应力状态%,#-预测预报煤岩灾害动力过程$如煤与瓦斯突出)顶板塌陷)围岩变形)冲击矿压)矿震)滑坡和
地震等%这些过程的发生$均是在应力应变状态发生改变$或者在它们本身的孕育)准备或发展阶段$引起应力应变状态的改变$这必然会产生电磁辐射信号的某些特征的变化%这些将成为预测预报煤岩体失稳的一种新的前兆%,&-煤岩变形及破坏机理的研究%煤岩体变形
及破坏过程中的电磁辐
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