聲發(fā)射預(yù)測煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性技術(shù)研究.pdf

1、煤與瓦斯突出是一種極其復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象，是地應(yīng)力、煤層中的瓦斯壓力及煤體結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)等因素綜合作用的結(jié)果。煤與瓦斯突出對井下巷道、設(shè)備、設(shè)施、生產(chǎn)系統(tǒng)造成破壞，甚至引起瓦斯爆炸，對井下的安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，因此，研究預(yù)測煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性對煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。 煤和巖石等固體材料變形與破壞過程中伴有聲發(fā)射（AE）現(xiàn)象，因此，AE技術(shù)是用來對材料內(nèi)部損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的一種方法。煤層巷道圍巖的動(dòng)態(tài)損傷、破壞致失穩(wěn)過程預(yù)報(bào)

2、是預(yù)測煤與瓦斯突出的前提。本文以窯街煤電集團(tuán)海石灣煤礦6222煤巷掘進(jìn)工作面為監(jiān)測對象，通過理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場監(jiān)測等研究方法，對其突出危險(xiǎn)性進(jìn)行了分析研究。 研究表明，煤巖體材料存在的固有缺陷是重要的聲發(fā)射源，可以利用“凱瑟效應(yīng)”以及煤樣加載過程中的聲發(fā)射信號特征進(jìn)行煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測；突出危險(xiǎn)性預(yù)測利用2σ原則進(jìn)行判別，若大、小事件數(shù)置區(qū)間（μ-2σ，μ+2σ）內(nèi)時(shí)，視為工作面無突出危險(xiǎn)；反之則有一定的突出危險(xiǎn)性。

3、聲發(fā)射預(yù)測關(guān)鍵還在于對于噪音信號的有效濾除，可以著手于傳感器軟、硬件及現(xiàn)場安裝工藝來改進(jìn)濾噪效果；由于煤巷兩幫塑性圈范圍深度約為1.2～1.8m，結(jié)合松動(dòng)圈有濾噪及聲發(fā)射信號衰減的特性，應(yīng)將波導(dǎo)桿安裝在松動(dòng)圈以外的原始煤巖體中進(jìn)行監(jiān)測，長度宜選用1.9～2.0m。 現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示聲發(fā)射傳感器可以很好的采集到突出危險(xiǎn)工作面煤巖體的斷裂情況，真實(shí)捕捉了煤與瓦斯突出的前兆信息。對比井下實(shí)際情況，驗(yàn)證了2σ原則判定掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)的有效