应用岩体声发射技术监测采场顶板稳定性的研究

该矿南矿带自１９９２年采用上向水平分层进路式充填法开采以来,由于采场顶板的矿岩裸露,易发生冒顶事故,为了寻求对顶板的监测预报的手段,１９９４年冶金工业部安全环保研究院和我矿共同开展岩体声发射技术应用研究,在此基础上,我矿利用ＹＳＳ型岩体声发射监测仪对南矿带上向采场的岩体声发射参数进行监测收集,整理分析,并结合现场情况判断采场顶板的稳定性,对有冒落可能的作出预报,进而采取措施避免事故发生。     

声发射技术在湘西金矿深井安全开采中的应用

笔者介绍了岩体声发射监测技术及其基本技术参数 ,描述了井下采矿环境下识别岩体声发射信号的频谱特征 ,并进一步介绍了岩体声发射监测技术在湘西金矿深井开采中的应用情况。声发射安全监测技术应用表明 ,声发射事件率及其增长幅度直接反映了顶板稳定性的变化情况 :当岩音频度在 1 0次 /分以下时 ,采场顶板处于稳定 ;但达 1 6次 /分以上时 ,采场顶板就有冒落的可能性 ,应该采取预防措施。该技术安全监测预报结果为深井的安全生产、避免灾害事故的发生提供了决策依据     

岩体活动监测中的几种声发射信息

应用声发射技术监测和预报矿山岩体稳定性,很重要的一点是充分利用仪器监测的各种声发射信息.根据我矿在井下应用声发射监测技术的经验,将岩音按音量的轻重和持续时间的长短分为重音、中音、低音、连音和摩擦音,有利于采场岩体稳定性的监测与预报. 1.重音这是指听觉感到震耳、能率大于20、总事件和大事件均有“1”字显示的单个岩     

岩体声发射技术在金川二矿区的应用

岩体声发射技术是利用岩体变形破坏过程中产生应力波的强弱,来监测岩体的安全状态。针对金川二矿区地压大、岩体破碎的特点,金川公司先后在二矿区１１５０ｍ水平二期快进巷道、８０１采场、１４３８ｍ水平１２＃采场进路等处进行了应用岩体声发射预报矿岩体和充填体安全状态的试验。在对试验过程和监测结果进行分析的基础上,初步建立了金川二矿区矿岩体和充填体安全状态与声发射参数的近似关系,为实现金川二矿区安全管理的定量化进行了有益探索。     

丰山铜矿北缘采场顶板冒落预测预报研究等成果通过技术鉴定

冶金部在武汉组织中国科学院武汉岩体土力学研究所等七个单位的有关专家,于1992年10月23日对冶金部安全环保研究院研制的“YSZ-2智能化岩体声发射监测仪”以及该院与大冶有色金属公司丰山铜矿共同完成的“丰山铜矿北缘采场顶板冒落预测预报研究”成果进行了鉴定。鉴定认为:丰山铜矿北缘采场采用声发射技术预测预报顶板冒落是成功的;提出的     

丰山铜矿岩石声学特性研究及其在采场安全预报中的应用

对丰山铜矿的矿岩进行声波特性研究,依据声波特性参数将矿岩的稳定性分为3类,并建立了相应采场安全性的声学监测措施。利用声波特性可以实现对岩石的稳定性进行快速判断,并以此选择采矿方法、优化采场的结构参数及支护方式。通过对井下工作面长期的声发射特性参数的监测,初步确定了丰山铜矿岩石破坏的声发射特性参数的判据。并根据观测到的声发射特性参数时间序列,应用灰色理论模型来预报采场冒顶、片帮事故,通过对多个采场的成功预报,证明该模型的有效性。同时应用声波技术和声发射技术进行开采过程的安全预报是一种新的思路,对指导地下矿山安全生产具有重要的意义。     

我矿采场岩音监测与冒落预报

岩体声发射监测是了解井下采场地压活动,预报采场冒落较有效的方法之一。但是,限于目前声发射监测仪器的发展水平,以及现场存在大量噪声的条件,要想成功地预报采场冒落,很大程度上仍有赖于监测者的经验和责任心。     

焦家金矿“采场局部岩体冒落预测预报”鉴定通过

冶金部安全技术研究所和焦家金矿共同承担的“采场局部岩体冒落预测预报”研究,已于1985年11月完成。通过工程地质调查论证、采场顶板稳定性分级以及 WD—1型无线电地音仪监测,基本弄清该矿顶板冒落原因,提出了采场局部岩体冒落预测预报方法.一年多来进行的13次危险冒落预报和2次安全预报,取得了较好效果。     

岩体声发射监测在符山铁矿地压研究中的应用

应用YSS型岩体声发射监测仪,根据岩音频度、大事件、岩音能率等参数,对符山铁矿无底柱分段崩落法采场地压、岩体稳定性的预测预报等进行研究表明:回采时,工作面后方及侧翼岩体均受到扰动而出现应力集中,应力升高区约距工作面15～25m;利用声发射监测来预测岩体稳定性、预报局部冒落是可行的、有效的。     

以抓顶板管理为重点,开创我矿安全生产新局面

在福建煤矿生产中，最容易发生的伤亡事故就是顶板冒落事故，根据我矿建矿以来的安全统计资料，顶板伤亡事故占833％，顶板事故严重威胁着我矿的安全生产，我们深深体会到抓好顶板管理的重要性和必要性。从一九九五年开始我矿安全工作重点就是抓顶板管理，实现了安全生产并年年     

Changing regularity of rock damage variable and resistivity under loading condition

In this paper, the stress-strain, resistivity and acoustic emission simultaneous test of compression test for rock have been carried out to obtain the regression equation between the resistivity, and elastic modulus of rock under various damage state, then based on the rock damage theory, derived the changing regularity of rock damage variables and resistivity under loading condition. In accordance with the acoustic emission characteristic relative ratio, this paper has verified the feasibility of its changing regularity. By virtue of this relation equation, it is possible to online monitor the extent of surrounding rock progressive damage in mined-out regions, so as to bring forward the time for danger warning. Consequently, it is capable to take control measures in the initial stage of the development of disaster, which has very important significance for the prevention and management of mine dynamic disasters.     

深井硬岩矿山岩爆灾害预测研究

岩爆是深井硬岩矿山常见的地质灾害之一.岩爆倾向性指标主要有弹性能量指数、线弹性能、冲击能量指标、脆性系数、Russenses判据等.根据国内外矿山和地下工程岩爆实例的统计分析,Russenses判据是明显有规律性的岩爆倾向性指标.冬瓜山铜矿是典型的深井硬岩矿山,依据其地质特点,采用Russenses判据预测了该矿发生岩爆的可能性.     

运用量纲分析探究爆炸应力波在中远区岩石中的衰减规律

在国内外关于爆炸应力波衰减规律研究成果的基础上,运用量纲分析方法推导得出爆炸应力波在中远区岩石中的一般衰减模型。以青海威斯特德尔尼露天铜矿地质数据为背景,借助LS-DYNA大型动力有限元程序建立双台阶模型进行求解运算,得到监测点应力数据,由数据分布规律确定应力波衰减公式,同时,将求解结果用于拟合推导得出的一般衰减模型,从而得到模拟原型-青海威斯特德尔尼露天矿台阶爆破中远区岩体应力衰减公式。拟合结果表明:运用量纲分析方法推导得出的爆炸应力波一般衰减模型能有效反映应力波在岩石中的衰减规律。     

加卸荷条件下岩石力学特性与声发射特征

为了探究真三轴复杂应力变化条件下岩石强度及破坏模式,通过真三轴卸荷扰动测试系统对砂岩试件进行不同第二主应力加卸荷试验,讨论在加卸荷过程中岩石的力学特性及声发射特征。试验结果表明:第二主应力的增加对试件的承载能力起到先增强后弱化的效果;不同第二主应力加卸荷声发射能量及累计振铃计数变化趋势大体一致,耗散能量比在载荷达到岩石损伤强度时突增;声发射能量峰值提前于试件轴向应力跌落,声发射能量和累计振铃计数大幅突增可作为岩石破坏的前兆;在低载荷下岩石中活动主要是裂隙压密与发育,在达到岩石损伤强度后岩石中的活动主要是裂纹贯通形成破裂面,砂岩试件声发射定位点集中区域与试件主要破裂面基本吻合。     

岩石破坏失稳的声发射响应与损伤定量表征研究

为了探索在外载荷作用下岩石的损伤演化规律及声发射响应特征,实现损伤程度的定量表征,以标准岩石试件为研究对象,采用RMT-301岩石力学试验系统和DS5-8B全信息声发射仪,开展单轴加载条件下岩石破坏全过程的声发射(AE)试验研究,根据声发射参数、声发射源三维定位、声发射能量密度和岩石力学分析表征其破坏形态,再现岩石裂隙孕育、发展和贯通过程,揭示岩石破坏规律、能量密度分布特征、裂隙空间演化和AE时序参数;以时间为中间变量,建立声发射累计振铃计数和应力、应变及损伤变量的耦合关系;基于岩石损伤演化方程,进一步建立声发射累积能量和应力、应变的定量模型。研究结果对揭示岩石破坏机制、区分岩体强度具有指导意义,为矿山煤岩动力灾害的预测预警提供一定理论支撑。     

基于BP神经网络的岩石损伤声发射事件源定位研究*

工程岩体一般包含大量的节理、裂隙等各类缺陷,利用AE技术可以对缺陷进行定位,但仍然有很大误差。为进一步减小AE定位误差,确定缺陷位置,做好安全预警工作,研究提高岩石声发射定位精度的优化方法。利用断铅实验模拟产生声发射信号,将声发射信号特征参数中的幅值、能量、振铃计数以及到达时差作为输入,断铅点真实坐标作为输出,构建BP神经网络模型,并通过实验确定最优隐含层数等参数,最后通过交叉学习训练交叉预测得出断铅点坐标,并与基于到达时差的传统定位法以及考虑材料各向异性条件下的波速优化算法进行对比。结果表明:BP神经网络算法与传统方法相比,板状岩石声发射定位的误差显著减小,定位精度提高;岩石试件定位误差的误差波动更为平稳,有效改善了声发射源位置对定位效果的影响。本方法为岩石缺陷的精确定位提供了1种较好的技术手段。     

组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系研究

为探究组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系,选用新邱矿区煤样和砂岩制备组合煤岩试样,采用物理实验和数值实验相结合的方法,开展不同岩煤高度比的组合煤岩试样受载破坏声发射与电荷感应监测试验,得到了组合煤岩力学性质、声-电荷信号规律及其相互关系。结果表明:组合煤岩试样中的岩石高度提高会提升其整体强度,其破坏脆性特征显著,冲击倾向性增强,弹性阶段的声发射信号提前,声发射能量累积量增加,峰后声发射能量变化率及电荷变化率增大;组合煤岩峰后产生连续声发射信号和电荷信号,强冲击和中等冲击组合煤岩破坏时声发射能量变化率分别为0.336和0.047 J/s,电荷变化率分别为204.88和24.52 pC/s。声发射信号与电荷信号可以在一定程度上反应组合煤岩应力状态并预测失稳破坏,为通过信号监测煤体冲击地压灾害发生提供依据。     

围压卸荷条件下砂岩损伤与动态破碎特性研究

为研究深部高应力岩体开挖卸荷对围岩的影响,运用自制的带轴向静压和围压装置的霍普金森压杆(SHPB)设备,开展不同速度围压卸荷试验。结合围压卸荷过程砂岩试样声发射特性及动态加载后试样破碎块度分维特性,分析围压卸荷速率对试样损伤的影响。试验结果表明:当卸荷速率在0.5～10 MPa/s范围内变化时,砂岩损伤、声发射能量及破碎分形维数随围压卸荷速率增大而增大;但当卸荷速率增大到200 MPa/s时,砂岩损伤、声发射能量及破碎分形维数反而减小。在一定范围内提高围压卸荷速率,有助于提高砂岩试样裂隙发育及损伤程度。