岩体声发射检测技术在采场顶板安全分级中的应用
声发射技术在采矿工程中的应用
０．７ ７号 煤 层 ，ｆ＝３
茹 茹—
灰 色细 砂 岩 ，灰 白 色 中 砂 岩 与黑 色 粉 砂 岩
４３．９
二 层 ．ｆ＝５ ７
０．６ ｌ０ 号煤 ຫໍສະໝຸດ ，ｆ＝３．５ ２１．０ 灰 色 细 砂 岩 及 细 中 砂 岩 二层 ，ｆ＝６～１０
４．１ ｌ卜号煤 层 ，ｆ＝３．５
灰 白色 中砂 岩 ，夹 灰 色 细 砂 岩 ，ｆ－６ １０
１声 发射 系统 结构 及工 作原 理 声 发射 的原 理是指岩石等材料在荷载 的压力 下 会 发 生一 定 的变 化 ，比如 ：变 形 、破 裂 等 ，大 多 数 这 种 变化 是 不 可 逆 的塑性 变 ，能够 瞬 间 用 弹性 波 的 方式对能量进行释放。声发射系统简称 ＡＥ，由发达 滤波器 、信号处理系统 、传感器三部分组成 ，其结 构 如图 １所示 ，其工作原理是在声源发出后 以直接和 折射两种方式到达接收器 ，并在检测对象缺 陷部分 安 放 传感 器 ，然 后 声 源 发 生信 号 ，经过 耦 合 面 到 达 传感器 ，然后传感器接收信号 ，传送 给发达滤波器 ， 对信 号进 行 分 析 处理 ，最 后 用 信号 处 理 系统 进 行 建 模 分 析 ，最 终 显 示 给 相 关 工作 人 员 ，其 工 作 原 理 如 图 ２所示 。
２０１８年 １０月 第 ３１卷 第 ５期
山西 能源 学 院学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ
０ｅｔ．．２０１８ Ｖ０ｌ＿３１ Ｎｏ．５
· 煤 电技 术 研 究 ·
声发 射技术在采矿工程 中的应用
武 斌
（山 西钜 盛 能 源集 团有 限公 司 ，山 西 宁武 ０３６７００）
岩体声发射技术在监测定位方面的应用
体 、底板矿及民窿空 区边缘残矿，不但经济效益明 显，而且能充分利用资源，延长矿 山寿命 ，取得显 著的社会效益。
由此可见 ，采取非常规采矿方法开采回收盲矿
表１
序 号 非常规采矿方法
非常规采矿方法开 采回收矿量及技术参数统计表
１９ 年 至 ２ ０ 年合计 ９７ ０５ 开采 回收矿量 （ 吨） 万 平均百吨巷道掘 进量 （ 万 吨） 米／ 正 常百 吨巷道 掘 进 量 （ 万吨 ） 米／ 少掘进巷道 （ 米）
准确 的评 价 ，对岩 体 的失稳 状 态做 出预报 。
关键 词
声发 射
监测
定位
１ 引 言
大宝山矿区为多金属矿床 ，铜业分公司井下采
用空场法开采 ，特别是民采泛滥 ，形成 了大量的采
在震源和第 ｉ 个传感器之间的走时方程为： （ｌ ）＋（ｉ ） —ｚ ＝ｖ（ｉ ） （） ｘ—ｘ Ｙ—ｙ ＋（ｉ ） ２ｔ —ｔ １
收 民 窿空 区边缘 的边角 残矿 和采 场 的底板 矿 ，充 分
矿 ，采 取非 常规 采 矿 的方 法 ，与正 规 的采矿 方法合
理灵活运用 ，不仅技术、安全 可靠 ，其 经济更合
理。
利用井下资源 ，极大地提高 了井下的生产能力 ，并 确 保生 产 规模 的稳 定 。 （）非常规采矿方法开采的应用降底了采矿成 ２
４ 现 场 应 用
在系统安装 之前 ， 选定监测的范围，并布置测 点 ，测点应尽量包围监测 的区域 ， （ 下转第 １ ８页）
一
１ — ５
维普资讯
（）少掘进巷道 ８２ 米 ，节约费用 ８２ ＊ ＊ ２ ７４ ７４ ４
１０ ＝６ ３ ０ 万 元 。 ９ ｏ ６ ．２
声发射监测技术在“矿山岩体力学”实验教学中的应用
The Science Education Article Collects No.28,2020 Sum No.5082020年第28期总第508期摘要“矿山岩体力学”实验课是采矿工程和岩土工程专业本科生的必修课程，学生通过实验操作学习不能很好地理解岩石的微观变化情况。
为了更好地让学生理解岩石力学实验的破坏过程，将宏观加载实验与微观声发射监测相结合，通过声发射信号采集与声发射事件数定位，让学生深刻理解岩石力学实验试件在加载作用下，岩石内部破坏过程中声发射从破坏点到破坏面过程信号的变化情况。
应用声发射技术不仅可以提高实验教学水平，而且将宏观岩石破坏、微观信号监测与实验相结合，可以提高学生的专业学习兴趣，加深对“矿山岩体力学”实验教学知识的理解，有利于学生未来的科研发展。
关键词“矿山岩石力学”；实验教学；声发射Application of Acoustic Emission Monitoring Technology in Rock Mechanics Experiment Teaching//WANG Qiang Abstract Rock mechanics experiment course is a compulsory course for undergraduates majoring in mining engineering.The content of rock mechanics experiment teaching is rich and there are many experimental equipment,but students can not under-stand the essence of rock mechanics well through theoretical study and experimental operation.In order to better understand the failure process of rock mechanics experiment,the macro loading experiment and micro acoustic emission monitoring are combined.Through acoustic emission signal collection and acoustic emission event number location,the students can deeply understand the temporal and spatial evolution law of microcrack initiation,development and penetration in rock mechanics experi-ment under stress.The application of acoustic emission technolo-gy can not only improve the level of teaching experiment,but also combine the macro rock failure and micro signal monitoring ex-periment to improve the students'professional learning interest, deepen the understanding of experimental teaching knowledge of rock mechanics and promote the development of scientific re-search in the future.Key words rock mechanics;experimental teaching;acoustic emission随着社会进步和科技发展，地下工程（矿山硐室、水电站、地下隧道等）开采深度不断增加，矿山岩体力学的学科方向也需要不断发展。
采场顶板岩体安全分级的声发射神经网络方法
!第""卷!第#期有色金属（矿山部分）$%%&年’’月!采场顶板岩体安全分级的声发射神经网络方法王!宁!韩志型（西南科技大学）!!摘!要：通过对矿山采场顶板岩体声发射参数分析研究，提出了岩体声发射神经网络分级方法，用于采场顶板安全等级划分。
并给出了矿山应用实例。
!!关键词：岩体声发射!采场顶板!安全分级!神经网络王!宁!教授!四川绵阳!#$’%%$!!采场顶板岩体破坏冒落过程实质上是顶板在受力过程中由微观破裂到宏观破坏的发展过程。
岩体破坏过程中，必然产生岩体声发射现象，岩体声发射的频度、强弱及高能事件与岩体的破坏过程密切相关，岩体破坏愈严重，岩体声发射频度愈高，释放能量愈大。
因此，岩体声发射频度、能量等有关指标在一定程度上综合反映了岩体结构特征及其破坏过程，是评价采场安全程度的有效指标。
!!岩体声发射参数基本上反映了采场顶板的安全程度，因此，岩体声发射事件率及能率等是采场顶板安全等级划分的主要指标。
但是，从小铁山矿、云锡老厂锡矿、凡口铅锌矿等的实际监测结果分析，在采场发生冒顶、片帮事件前夕，尽管岩体声发射事件率、能率均处于较高水平，但其数值大小各不相同，且变化范围较大。
经研究分析，这主要是由于采场岩体工程布置的差异、工程布置的影响及其声发射源与信号接收传感器之间的距离等因素造成的。
因此，单独依靠声发射事件的单一指标来划分采场安全等级还存在一定缺陷。
为了克服这一缺陷，提出了岩体声发射参数多指标神经网络分级法，用于采场顶板安全等级划分。
’!采场顶板安全级别划分!!矿岩从稳定到破坏，可简单地划分为稳定阶段、破坏发展阶段及危险阶段。
相对应地采场顶板安全等级也可划分为&级：!级，岩体处于稳定阶段，没有大的破坏活动；"级，岩体受力较大，开始产生破裂，节理裂隙扩展，并可能发展为较大破坏；#级，岩体处于破坏危险阶段，破坏现象加剧，有可能产生冒顶片帮事件，处于极不稳定状态，应及时对不稳定岩体予以处理，同时加强实时监测预报，人员及设备应避开危险地段。
煤矿顶板安全声探技术及应用
煤矿顶板安全声探技术及应用
彭新智
【期刊名称】《煤炭科技》
【年(卷),期】2010(000)002
【摘要】贵州卡斯特岩溶地质采煤容易发生冒顶事故.介绍了声音探测技术的优点及现场应用情况.声探技术能有效改变"敲帮问顶"这一落后的检测方法,最大限度地预防顶板事故的发生.
【总页数】2页(P81-82)
【作者】彭新智
【作者单位】金沙县煤炭安全生产监督管理局,贵州,金沙,551800
【正文语种】中文
【中图分类】TD327.2
【相关文献】
1.加强煤矿顶板管理实现安全高效开采——全国煤矿顶板管理与技术交流会议报告 [J], 陈奇;
2.非声探潜技术在航空尾迹探潜上的应用 [J], 梅风华;侯旺
3.为中国民族五声性调式体系乐曲与西洋大小调调式体系乐曲作和声编配的手法异同探述 [J], 陈允东
4.“默片”和“声片”孰高孰低?--略探早期中国电影的有声无声之争 [J], 吴迎君
5.汉语音节的象形、指事、表义与仿声——兼探汉有声语言的历史源头 [J], 黄荣志
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声发射技术在蹬空开采采场关键层中的应用
２ １ 年 ２月 ００
Ｆｅ ｂ． ２ ０ ０１
声发射技术在蹬 空开采采 场关键 层 中的应用
严 国超 ，段 春 生 ，马忠辉
（． １太原理工大学 矿业工程学 院， 山西 太原 ００ ２ ；２山西晋神 河 曲煤炭 开发有限公司沙坪 煤矿， ３０４ ． 山西 忻州 ０ ６ ０ ； ３ ５ ０ ３ 华神 东煤 炭分公司乌兰木伦 煤矿， 中 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ ７ ０ ） １２ ５
第２ ９卷第 １ 期
、 ． ｂ１ ２９ Ｎｏ． １
文章编 号 ：１ ０ —５ ２２ １ ） １ ０ ９０ ０ ８０ ６ （ ０ ００ － ０ — ４ ０
辽 宁工程技 术 大学学报 （自然科 学版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｉ ｎｎ ｅｈ ｉ ｌ ｉｅｓｙ Ｎａ ｒｌ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒａ ｏ ａ ｉｇＴ ｃ ｎｃ ｖ ｒｉ （ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ） Ｌ ｏ ａ Ｕｎ ｔ ｕ ｅ
Ｈｅ ａｌ ｘ ｏ ａ ｉ ｑｕ Ｃｏ ｐｌ ｒ ｔｏｎ ＣＯ． ｅ ， ＬＴＤｓ ｐｉ ｎｅ Ｘｉ ｚ ｈａ ｎｇ ｍｉ ， ｎ ｈｏｕ ０ ６５ ０ Ｃｈｉ ３Ｃｈｉ ｈｅ ｇｈｕ ３ ０ ｎａ； ｎａ Ｓ ｎ ａ Ｓｈｅ ｄｏ ａ ｎ ｎｇ Ｃｏ ｌ
Ｂｒｎ ｈＷｕａ ｗｕｕ ｎ ， ｅｄ ｏｉ １ ２ ５Ｃ ｉａ ａ ｃ ｌｎ ｌｎＭｉｅ Ｅ ｒ ｕ ｓ ０ ７ ０ ｈｎ ）
ａ ｔｒ ｒ ｓｕ ｅ ｏ ｍ ｏ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅ ａ ｔｔ ｅ ｒ ｃ ｕ ｓ ｉ ｅ ｃ ａ ｎ ． ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｆｅ ｗａ ｄ ｓ ｄ ｉ ｔ ｎ ｔ ， ｏ ｆ ｒ ｃ ｓ ｏ ｋ ｂ ｔ ｎ ｔ ｏ ｌｍｉ ｅ Ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｃ ｉ ｌ ｐ ｒ ｃ ｎ ｏ ｈ ｒ ｈ ｃ ｅ ｅ ｓ ｏ ｈ ｔ ａ ｏ ｓｉ ｍ ｉｓｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｇ ｏ ｒ ｕ ｄ ｐ ｅ ｓ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｃ ｕ ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｃ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｅ ａ ｐ ｉ ｎ ｍｏ ｉ ｉ ｆ ｇ ｏ ｎ ｒ ｓｕ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｏ ｎ ｒ ｐ ａ ｔ ａ ｘ ｅ ｉｎ ｅ ｓ ｏ ａ ｃ ｕ ｔ ｍ ｉｓｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｇ ｏ ｏ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｒ ｃｉ ｌ ｐ ｒｅ ｃ ｈ ｗｓｔ ｔ ａ ｏ ｓｉ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｃ ｃ ｅ ｈ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｅ ａ ｐ ｉ ｎ ｍｏ ｉ ｉ ｆｇ ｕ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ． ｅ ｏ ｎ ｒ
钻孔成像及声波测试在岩体质量评价中的应用
钻孔成像及声波测试在岩体质量评价中的应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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声发射技术在采矿工程中的应用分析
声发射技术在采矿工程中的应用分析摘要：随着我国煤炭企业的不断创新和发展，已逐渐开始向深部复杂矿难方向发展。
矿难突发问题的最大概率逐渐增大。
为了有效降低煤炭灾害发生的最大概率，保证煤炭企业的长期安全生产，有必要引入声发射光谱分析技术。
基于光谱发射分析方法，及时分析判断煤矿区岩土瓦斯涌出是一种非常可靠的技术对策。
鉴于此，本文将对无线声音波发射控制技术在我国采矿工程设计中的实际应用前景进行深入分析。
关键词：声音波发射控制技术；安全采矿工程；安全采矿生产引言：声发射探测技术的广泛应用，可以根据不同的声接触，预测地下瓦斯矿井的油、气、煤、气的利用情况，促进矿井预测数据安全性的不断提高，声发射检测技术不仅能够有效、准确地预测井下瓦斯状况，其原因在于可以依靠的主要技术是实时采集声发射数据信号和进行噪声分析。
但是，由于煤矿现场一般都有各种复杂的声发射信号，或多或少会造成一些误差，所以，还是必需在矿井数据信号接收的重要位置对具有声发射信号的各个过滤器部件进行及时安装，全部部件过滤的是无用的噪声信号，并对有用的声信息及时进行分析提取，这样一来，可正确地分析判断井下气体煤和瓦斯的实际使用情况，促进地下煤矿安全生产预报安全性的不断提高。
一、声发射技术1、声发射技术当材料结构受到外部荷载应力作用时，材料内部结构的不均匀性和各种结构缺陷的频繁存在会导致材料应力非常集中，导致材料整体局部应力能量分布不稳定。
当累积稳定应变能力所要求的不稳定弹性应力重分布的重复状态达到一定程度时，稳定应力的重复分布就不会发生，从而逐渐达到一个新的稳定应力状态。
在这一发展过程中，往往伴随着塑性裂纹流变、微裂纹开裂、位错和断层堆积的不断发生，导致宏观裂纹的不断产生和发展。
这实际上是动应变和动能的有效释放和转化过程。
这种由应力释放的声应变可能部分是由于这种应力是以声波的形式直接发射的。
因为我们第一次注意到这种应力以声波的形式发出的现象，实际上是一种人耳在听觉场中可以同时听到的声波，一般称为声波发射。
概析声发射监测系统的应用
概析声发射监测系统的应用采场冒顶和空区塌方是地下矿山开采过程中最常见的灾害，它直接威胁井下工人和设备的安全。
如今声发射技术日渐成熟，将其成功地应用在采矿当中，将能够及时地了解岩体内部的应力状况。
在采矿过程当中，由于各方面的原因将会形成大量的采空区，而这些采空区又可能出现冒落、塌陷等危险，而通过声发射监测系统的使用，将有效地提高在采矿当中的安全性和稳定性，确保工作人员的人身安全，将地压危害降低到最低。
1 监测方法地压监测主要技术有电测法、光测法以及声发射法。
声发射使用较为简单，且符合经济性原则，能够进行实时监测，同时进行预报，对企业的经济要求不高。
并且监测的稳定性高，具有先进性和可靠性。
STL-12型声发射定位与监测系统在SDL-1的基础之上，通过有效的改进和完善，先进性更加明显。
其中心处理单元是586高可靠性的工控主板，以12道高速同步并可超前或延时触发的A/D板为模数转换接口，同时配有12道程控放大、程控通频带、程控触发电平（八级）的放大板与工控专用电源及其辅助电路。
能够对岩体进行有效的分析和预报，从而采集有关数据、进行参数设置、了解地质结构等。
如图1所示，是其技术指标图。
2 数值模拟2.1 进行参数计算，建立模型以下主要以某铁矿的实际应用为例，该铁矿闪长岩是其主要的顶板岩石，整体稳定性较好，矽卡岩在局部有分布，稳定性不佳。
由闪长岩和大理岩构成底板，矽卡岩依旧分布在局部位置。
通过取样，其力学参数如图2所示。
在建立模型之时要严格结合矿体的各方面的情况，比如位置情况、赋存条件，及其在开挖之后将会受到影响的区域，从而建立三维模型。
所建立的模型长取值为200米，宽取值300米，高取值320米。
矿体的厚度是60米，开采中段有三个。
为了确保符合一定的精确度要求，同时提高计算的效率，因此在一些单元划分较密，主要包括了矿柱、空区顶以及底板部分。
和采空区关系较小，距离较远的部分就划分较稀。
所有有关部分所划分的单元总共7.7万个。
岩体声发射技术在金川二矿区的应用
岩体声发射技术在金川二矿区的应用
岳斌;康鹏烨;王玉山
【期刊名称】《中国安全科学学报》
【年(卷),期】1998(0)S1
【摘要】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。
【总页数】5页(P76-79)
【关键词】岩体;声发射;安全;监测;应用
【作者】岳斌;康鹏烨;王玉山
【作者单位】金川镍钴研究设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TD76
【相关文献】
1.不确定性推理方法在金川二矿区西部岩体类型确定中的应用 [J], 王永才
2.金川矿区不良岩体中大断面巷道掘进技术研究及应用 [J], 张治锋;庙延钢;高洁
3.金川二矿区深部高应力碎胀蠕变岩体巷道变形特征与支护技术研究 [J], 王永才;
康红普
4.金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用 [J], 杨亚平;杨有林;穆玉生;韩斌
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声发射等多种技术在采空区稳定性监测中的应用
声发射等多种技术在采空区稳定性监测中的应用张博;陈俊智;万义东【摘要】介绍了岩体声发射技术及应力、位移观测在云南某铜矿采空区稳定性监测中的应用情况,分析了监测过程中岩体声发射信号的变化特性以及采空区稳定性变化对区域内巷道和采场的影响,对矿山采空区监测预报作了初步的探讨.%The paper introduces the application of acoustic emission technology and rock stress and displacement observation in monitoring stability of mined-out area of a copper mine in Yunnan Province. The change of acoustic emission signal characteristics and the influence of mined—out area stability changes on roadway and stope are analyzed. It also discusses the method of mined-out area stability monitoring and prediction in this paper.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2012(030)010【总页数】4页(P1488-1491)【关键词】采空区;稳定性监测;声发射;应力;位移【作者】张博;陈俊智;万义东【作者单位】昆明理工大学,昆明 650059;昆明理工大学,昆明 650059;云南机场集团有限责任公司,昆明650200【正文语种】中文【中图分类】TN912目前，采空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题.由于大量采空区的存在，导致矿山开采技术条件严重恶化，随着矿山向深部开采，地压增大，采空区在强大的地压下还容易发生垮塌事故，对于相邻作业区采场也极易引发大面积冒落.另外，采空区快速垮塌产生的气浪和冲击波会造成人员伤亡和设备破坏，严重影响矿山的生产和安全[1].目前，对采空区顶板的监测和预报多采用传统的矿山地压监测方法，可归纳为机械法、电测法、光测法和声测法.这些方法各有其优缺点，在实际矿山工程中主要根据矿山实际情况，有针对性地选择应用.传统的监测方法常采用位移和应力监测，这些方法虽然实施比较方便，但是由于采空区内外及附近存在很大的危险性，人员不宜靠近测试点，容易受工程限制，存在不能连续观测，信息量少等缺点.我国自20世纪80年代从国外引进了声发射和微震监测技术，发展至今，在仪器设备制造、软件开发等领域已经有了长足的发展，目前该项技术已趋于成熟[2].通过岩石声发射监测分析岩体稳定性的方法，已成为当今监测岩体是否稳定的有效手段.但是由于声发射技术是少数理论落后于工程实践的学科之一，如何在工程实践中应用声发射技术反映岩体结构的稳定性，准确预报岩体破坏仍是一个难题.如果将声发射监测数据与其他传统监测方法获得的监测数据综合分析就可以对采空区的稳定性状态作出比较正确的判断.本文采取以声发射监测为主，应力和位移监测为辅，即采取声发射监测系统和应力应变监测仪器等设备，多种监测方法同时实施并相互印证的方式实现对采空区稳定性的有效监测.1．1 岩体声发射监测岩体在受力变形过程中以弹性波形式释放应变能的现象称为声发射，使用仪器和软件接收并分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术.声发射技术作为一种探测表征岩体内部状态变化信息的工具，近几年已越来越多的为人们所重视和应用.由于声发射参量携带大量有关岩体特性变化的信息，对声发射参数加以分析，能及时掌握地压发展的动态规律，可保证现场有足够时间采取安全措施，便于矿山制定安全生产计划.在声发射参数中，事件数和能量是最常用的，是当前判别岩体稳定性的主要依据，其余参数用的相对较少.1．2 应力监测围岩的应力变化监测所采用的仪器为钻孔应力计.岩体应力变化引起钻孔变形，变形传递至测量元件，引起元件中钢弦张力的变化，钢弦的共振频率和振动产生的电流随之发生变化.因此，通过测量电流，并由电流和振弦振动频率的变化与岩体应力变化之间的关系即可获得围岩压力的变化情况.具有结构简单、性能可靠、安装使用方便等优点.1．3 位移监测围岩的移动变形监测所采用的仪器为多点位移计，多点位移计是测量钻孔内沿埋设方向任意两点间的相对位移的仪器，可用于洞室围岩表面和围岩内部位移的观测.其工作原理是当钻孔各个锚固点的岩体产生位移时，经过传递杆传到钻孔的基准端，各点的位移量均可在基准端量测，基准端与各个测点之间的位置变化即是测点相对于基准的位移.2．1 矿区概况云南某铜矿59＃矿体，为一急倾斜盲矿体，矿体规模较大，开采深度自十二中段至十八中段，矿体开采主要采用崩落法开采.从整体情况看本铜矿矿体和围岩属于节理密集和发育程度一般的岩体.经统计，结构面大部分属于平直性，而粗糙性和台阶型的结构面很少，不利于岩体结构的稳定性.结构面贯通巷道顶底板的情况严重，这对围岩的稳定性影响较大.地下水渗透会使节理面岩壁或节理充填物弱化，在遇到软弱夹层时，会使软弱夹层中或结构面上的泥质物质发生软化和泥化，导致岩体强度降低.经统计，干燥与潮湿结构面基本一致，地下水条件一般.自2009年下半年以来，矿山多次发生较大规模的地压活动，其中2009年11月、2010年6月18日两次地压活动剧烈（在矿山生活区可听到较大响声及感到震动）.在多次地压显现活动中，除较大的声响、震动外伴随十六、十七、十八等中段的巷道变形、冒落、局部垮塌以及断层带的移动等灾害现象.经过近50多年的开采，狮凤山铜矿开采由1698水平标高采至现在的745水平标高，开采深度达953 m，已进入深部开采阶段.随着开采深度的增加，十七、十八中段59＃矿体各种硐室、井巷、采矿巷道、回采工作面岩体内的原岩应力逐步升高，岩体失稳和破坏现象增多，极大地威胁着矿山井下工作人员的生命和设备的安全.59＃矿体已开采可能造成影响的采空区主要有①、②和③空区.因①空区已无法到达，声发射仪主要布置在十六中段的两个大空区附近，重点监测③空区.③空区由十七中段846 m水平至十四中段1003 m水平117 m高，少部分属错位分布，多数已联通，充满覆盖岩.按落矿设计圈定的采空区体积为34．0万m3，按实际供矿量折算体积为39．46万m3.2．2 监测网络声发射监测和应力监测选点布孔遵循以下原则[3-4]：①测试地点应选择在靠近重点监测区和应力集中区的岩体；②监测孔深度要保证穿透松动区，达到岩石稳定区；③测试结果应具有代表性，能够说明一部分岩体的规律；④操作方便安全.59＃矿体已开采可能造成影响的采空区主要有①、②和③空区.三个空区品字形相邻排列，因①空区已无法到达，声发射仪主要布置在十六中段的两个大空区附近.②空区由十七中段846 m水平至十五中段910 m水平64 m高，错位分布，局部地段联通，无覆盖岩.按落矿设计圈定的采空区体积为5．24万m3，按实际供矿量折算体积为5．94万m3.为了监测②、③空区移动和破坏情况，在②空区上盘1607巷道内布置2个测点，分别是声发射监测S16－2点和钻孔应力计Z16－2点；在③空区附近1664巷道内布置2个测点，分别是声发射监测S16－1点和钻孔应力计Z16－1点.在1603巷道内布置两个位移测点，分别是多点位移计W16－1点和多点位移计W16－2点.现场监测自2010年11月10日，至2011年1月17日对岩体声发射数据和应力变化进行了3个多月的记录，且结合矿山开采进度分析了岩体稳定性的变化趋势. 3．1 声发射事件数统计和能率分析对采集到的岩体声发射信息进行分析和处理，得出反映岩体稳定状况的参数，可作为评价岩体稳定状况的依据[5].声发射事件数和能率是反映岩体声发射信号的特征参量，通过对岩体声发射的事件数统计分析，可推断岩体内部的活动变化和活动趋势.能率是单位时间内仪器检测到的声发射活动能量的相对累计值，是岩体破坏速率及尺寸变化程度的重要标志[6].对它分析可以推断岩体内部活动的剧烈程度.通过对S16－1声发射仪记录的声发射事件统计分析发现，在2010年11月10日矿山大爆破后声发射数处于较高的频率，这是因为岩体应力释放和重分布时产生大量声发射事件.应力释放后，2010年11月10日岩体进入新的平衡状态[7]. 2010年12月28日之前声发射事件处于低水平阶段，且声发射能率较低，说明③空区附近岩体活动处于平静期，但岩体内部裂隙在逐步增加.岩体声发射数自2010年12月28日起急剧增加，大事件增多，且能率也有明显增大的迹象，预示岩体开始呈现不稳定状态，地压活动进入活跃期.在长达20天的时间内虽然声发射事件数维持在200～480次/天的频率，但是此区域内及附近并未发生明显的地压显现现象，一方面是由于施工进度相对缓慢，不足以促使岩体应力快速集中达到剧烈释放的程度，另一方面是由于岩石有显著的塑性力学性质，应力值未达到塑性应力极限.S16－1声发射仪声发射数变化情况见图1.通过对S16－2声发射仪记录的声发射事件统计分析发现，自2010年11月15日至2011年1月17日每日声发射事件数始终处于200～350次之间，声发射活动处于活跃期，岩体处于不稳定状态，极有可能出现冒顶、片帮等地压灾害.3．2 应力和位移监测结果分析Z16－1钻孔应力计应力值自2010年11月5日至2010年12月15日之间的70多天里，应力变化不大，说明该段时间里岩体处于稳定状态.2010年12月15日应力值发生突变，至2011年1月5日，22天时间里的持续增大，说明该区域岩体内部应力在不断增加，岩体有可能发生破坏，2011年1月5日至2011年1月17日之间12天时间里应力值趋于稳定，这和声发射监测结果相互印证.Z16－2钻孔应力计应力值自2010年11月5日至2011年1月17日之间的70多天里，应力持续减小，说明该段时间里岩体处于不稳定状态.这和声发射监测结果相互印证.钻孔应力变化曲线见图2和图3.根据位移监测数据（图4），结果显示巷道变形特征和趋势不明显.说明采空区地压活动的发生位置在此巷道的远端，暂时不会对其产生较大影响.结合声发射数据综合分析，岩体进入不稳定阶段，应力和位移会进一步发展，在此后的监测中应增加数据采集的频率，以便及时发现岩体稳定性突变的征兆，掌握岩体的变化趋势.1）针对本矿山生产现状及采空区现场调查情况，建立了2套24 h实时声发射监测系统，为判断井下采空区稳固情况提供可靠的科学依据.2）岩体声发射监测技术与传统的测试手段相比，在预测预报方面有很大的优越性，但在应用中缺少理论支持尚需完善，加之矿山工程的复杂性，因此在实际应用中与位移、应力等测试方法相结合，才能够得出较为准确的判断.【相关文献】［1］古德生，李夕兵．现代金属矿床开采科学技术［M］．北京：冶金工业出版社，2006. ［2］杨瑞峰，马铁华．声发射技术研究及应用进展［J］．东北大学学报：自然科学版，2006，27（5）：456－460.［3］李俊平．岩体稳定性的声发射评价［J］．中国钼业，1997（12）：19－22.［4］胡哲．应用声发射技术监测采场顶板冒落的实践［J］．大冶科技，1994（4）：36－41. ［5］程久龙，于师建，王渭明，等．岩体测试与探测［M］.北京：地震出版社，2000：127－128.［6］李俊平．某金矿采场岩矿冒落预测预报研究［J］．工业通风与防尘，1994（10）：29－33. ［7］黄仁东，余健，徐国元，等．声发射技术在湘西金矿深井安全开采中的应用［J］．中国安全科技学报，2004（1）：101－103．。
岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术
岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术矿山安全事故时有发生，其中不乏由于岩石体的破裂、滑移等造成的事故。
因此，对于岩体发生声发射这一现象的监测，可以有效地预防和减少矿山事故的发生。
本文将介绍岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术。
一、岩体声发射智能监测设备岩体声发射是指在岩石体中堆积、应力积累和破裂破碎过程中，由于岩石体内应力的集中和表面开裂、裂缝的扩张导致的发声现象。
岩体声发射的监测，是利用声波传输原理，通过岩石体内的声波传播实现对岩体运动状态的监测。
常见的岩体声发射监测方法有三种，即内置式监测法、施加外部激励式监测法和半主动式监测法。
其中，半主动式监测法是一种新的监测方法，主要是通过加强和改善传感器的接触，以使传感器可以更好地接收声波信号。
岩体声发射智能监测设备，就是基于这一方法研制的，主要由传感器、信号处理器、数字录音仪等部分组成，可以实现对岩石体强度、稳定性等各项指标的综合监测。
二、矿山安全预报技术岩石体给矿山带来的危害不仅仅是岩体崩塌，同时还包括地裂、水害、气害等。
因此，岩体声发射监测技术可以为矿山安全预报技术提供有力支持。
矿山安全预报技术主要是通过岩体采样和采集到的数据进行分析和研究，从而评估和判断矿山实时的安全状态，并提出相应的预警和处理措施。
其中，岩体声发射监测技术是矿山安全预报技术的主要手段之一。
通过对岩体声发射信号的分析和判断，可以对岩石体的破坏特征和破坏过程进行预测和判断，从而及时采取有效的措施，确保人员和设备的安全。
总之，岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术日益成熟和广泛应用，不仅提高了矿山的生产效率，同时也大大降低了事故的发生率。
同时，还有很多相关研究可以进行和完善，进一步提升岩体声发射监测技术的精准性和准确性，为矿山安全预报技术的发展提供更好的支持和保障。
岩石力学中的岩石稳定性与声发射技术
岩石力学中的岩石稳定性与声发射技术发表时间：2011-04-08T13:16:51.567Z 来源：《价值工程》2011年第3月上旬作者：李燕[导读] 岩体声发射技术是地下工程中监测围岩稳定性的重要手段。
李燕 Li Yan（漳卫南运河管理局规划设计研究院，德州 250013）（Zhangweinan Canal Bureau Institute of Planning and Design，Dezhou 250013，China）摘要：岩体声发射技术是地下工程中监测围岩稳定性的重要手段。
根据大量的现场岩体稳定性声发射信号参数，提出了评价地下工程岩体稳定性声发射相对强弱指标，综合考虑了岩体失稳过程的声发射事件率或能率的时间序列, 可以消除测点布置方式及地质构造等因素对声发射信号参数的影响，更准确地进行围岩稳定性评价。
Abstract： The rock sound emission technique is important means to monitor the stability of wall rock in underground construction. The evaluation of relative strength index of sound emission of rock mass stability in underground construction was put forward. The temporal series of rock sound emission rate or capacity ratio in the process of rock instability was synthetically considered, which can eliminate the influence of the factors of arrangement of measuring points and geological structure to parameters of acoustic emission signal, and accurately conduct estimation of stability of wall rock.关键词：岩体声发射；岩体稳定性；相对强弱指标Abstract： rock sound emission; rock mass stability; relative strength index 中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）07-0196-01 1 声发射基础材料或结构受力作用时发生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射（Acoustic Emission,简称AE）。
岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术
岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术现代社会对于矿山安全的要求越来越高，而每年都有大量的矿山事故发生，由此引发的人员伤亡和财产损失也难以估量。
岩体声发射智能监测设备是一种可以实时监测岩石内部物理信号的设备，可有效预测矿山地质灾害风险并及时采取措施保障人员和设备的安全。
岩体声发射原理岩体声发射是指在岩石内部随着发生塑性变形和破裂时，产生的声波信号。
岩石的塑性变形和破裂是由于其内部存在的应力和应变变化引起的。
岩石中的微裂缝和裂隙是岩体声发射的主要来源，而声波信号的频率、幅值和波形等特征则与岩石的结构、形态、应力状态及其物理特性等相关。
岩体声发射智能监测设备的工作原理岩体声发射智能监测设备可实时监测岩石内部声波信号，获取岩石的力学性质及其变化过程。
其工作原理为：通过电缆传感器安装在矿山巷道、采掘工作面、深孔等岩石结构物上，对岩石内部的声波信号进行采集和处理。
采集到的数据通过设备内部的数据分析软件进行处理和分析，得出岩石的应力状态及其演化情况，并通过无线网络向运营人员提供实时报警和预警。
矿山安全预报技术矿山安全预报技术是根据矿山环境、地质条件及其物理特性等，通过不同监测方法和手段对矿山地质灾害进行预测，从而保障矿山安全和稳定运营。
矿山安全预报技术主要包括：岩石力学参数监测、地面变形监测、岩层内部应力监测、地下水位监测等多方面的内容。
岩体声发射智能监测设备在矿山安全预报中的应用岩体声发射智能监测设备在矿山安全预报中发挥着重要的作用。
通过对岩体声发射信号的记录和分析，可以获得岩石内部应力状态及其演化情况的信息，辅助矿山相关人员进行地质灾害风险预测和预报，并采取预防和控制措施以保障矿山人员和设备的安全。
岩体声发射智能监测设备还可与其他矿山安全预报技术相结合，形成完整的矿山安全预报系统，为矿山的运行和安全提供了可靠的技术支持。
结语岩体声发射智能监测设备是一种先进的科技设备，可有效预测和预报岩石塑性变形和破裂等地质灾害风险。
声波测速在岩体完整性分类中的应用
波速
＞４３ ０ ３ ７ ８＜ ≤４ ３ ０２ ９ ８＜ ≤３ ７ ８ １９ ６＜ ≤２９ ８ ≤１９ ６ ３ ０ ３ ５ ０ ３ ５ ３
岩体 完 整性 评 价
完 整
较 完整
完 整 性 差
较 破碎
破碎
声 波测 孔 曲线 （ 号 ：—０ ） 孔 ４ ０ ８
关键词 ： 波测速 ， 声 非金属 超声检测仪 ， 岩体完整性 系数
中 图 分 类 号 ：Ｕ ５ ． Ｔ ４９３ 文献标识码 ： Ａ
０ 引 言
声波测速 中最 主要 的是 测定 首波时 差 ， 这对 于鉴别 岩性 、 估
２ 岩体 完整 性分 类标准
声 波岩体分 类的首选指标是岩体 的完整系数 ， 该指标将使
１０ ｏ ０ ３ ｏ ０ ０ ５０ ０ ｏ ２０ ０ ０ ４ ０ ０ ０
ｕ
。
岩 体 纵 波 岩体 完 波 速 整 系数 岩体 评 价
鼠 １３ ４ ２ ０Ｏ ０ ．７
●。 ＿ ● ●－ ＿●
．
破碎
Ｚ ＬＵ ２ Ａ非金属超声检测仪的主要技术参数见表 １ Ｂ ． ５０ 。
第３ ７卷 第 ３ ０期
２ ０ １１年 １０ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． １３７ Ｎｏ． ０ ３
Ｏｃ． ２ １ ｔ ０１
．５１ ・
文 章 编 号 ：０ ９ ６ ２ （０ １ ３ —０ １０ １０ —８ ５ ２ １ ）０ ０ ５ —２
３ ５一
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●
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２６７ ７ ３５ １ ４ ２７ ８ ７
－
０２ 较破 碎 ＿ ８ ０５ 完整 性 差 ． ０ 较 破碎
声发射技术在岩土工程的应用分析
声发射技术在岩土工程的应用分析随着科学技术的迅速发展，声发射技术在国内很多领域中都得到了普遍的运用，近些年尤其在岩土工程中的运用更是越来越多。
声发射技术在岩土工程的发展史中发挥了不可替代的作用。
而在当前这样一种新形势下，更要强化声发射技术的发展与应用，以便将其更好的运用在岩土工程中，推动岩土工程的大跨步发展。
1 声发射技术概述1.1 声发射简介声发射（AcousticEmission，简称AE）即物体在外力的影响下，在一瞬间释放了较大的弹性能量，最终导致出现了瞬态应力波的物理现象。
大部分的固体材料在发生塑性变形与断裂时都会出现声发射现象，要是所释放的应变能大到了一定的程度，人耳都能听得见，但是很多材料的声发射信号不够强，这时就要借助仪器加以检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术，而此技术就是声发射技术。
1.2 声发射技术的特点声发射技术属于动态检测方法。
这种技术能实现静态结构的检测，也能实地检测受力围岩；可以检测一定范围中的特大以及形态复杂的岩体构件；因为声发射技术普遍存在于固体材料中，声发射技术适用于大多数岩土工程。
1.3 岩体声发射技术的基本原理因为受到外力的作用，固体材料内部缺陷或质地不均部分出现应力集中，最终导致出现微破裂，累积的应变能也在一霎那释放。
因为应变能的释放而出现的应力波即为声发射，大部分的岩体都是非均质的，都具有节理和裂隙等问题，因此，当其受力破坏时都会出现声发射，接收由岩体内部发源点传至其界面的声发射，并分析其信号特征的技术，叫岩体声发射技术。
2 声发射技术在岩土工程中的应用2.1 运用于采场稳定性监测采场的稳定性跟矿山的安全生产息息相关，矿岩出现部分冒落、矿柱忽然失稳，都会导致矿山伤亡事故。
根据相关权威资料显示，这一类的伤亡事故已经占到了我国矿山伤亡事故的四成以上。
所以，监测和预报这类事故，具有重大的社会意义和经济意义。
2.2 边坡工程中声发射技术的使用很多矿山和公路工程中都存在边坡工程，边坡工程的稳定性意义重大。
分析声发射技术在岩土工程中的应用
分析声发射技术在岩土工程中的应用【摘要】当前在岩土工程施工中广泛运用各种技术手段，方便施工单位深入了解岩土工程的实际情况，顺利开展岩土功能层施工活动。
在岩土工程中利用声发射技术，有利于保障岩土工程施工质量，良性开展实际工程活动。
本文主要分析了声发射技术在岩土工程中的应用，提出针对性的应用措施，对于实际工作起到参考作用。
关键词：声发射技术；岩土工程；应用措施社会经济不断发展，逐渐提高了检测技术水平，有利于提高结构内部检测的安全性和稳定性。
而声发射技术具有较多的优势，因此在岩土工程中广泛应用，有利于顺利开展工程活动，施工单位需要加强控制前期工程活动，科学的利用声发射技术，及时检测岩土工程不安全因素，及时掌握工程实际情况，切实保障岩土工程施工质量和施工效率。
一、概述声发射技术的原理和特点（一）原理声发射指的是外界作用影响物体之后，迅速释放弹性能量，从而产生瞬态应力波。
材料发生声发射现象之后，声源发射的声发射信号中包含材料内部结构缺陷信息和状态变化信息等。
声发射技术可以利用仪器接收和处理声处理信号，通过分析和研究声发射特征参数，确定结构内部缺陷具体的位置和状态变化程度等【1】。
（二）特点1.利用声发射技术可以检测静态结构，也可以实时检测受力的围岩。
2.针对复杂形态的构件和岩体，也可以利用声发射技术检测任何部位。
3.因为声发射技术主要是应用于固体材料，因此在岩土工程中适合利用声发射技术完成检测工作。
二、岩土工程中声发射技术应用问题在岩土工程中利用声发射技术的过程中涉及到多个工作环节，因为需要加强控制每个工作环节。
声发射技术利用凯赛尔效应，被检测的材料释放瞬态弹性应力波，在这一过程中工程材料属于传播介质，在表面传播信号之后，声发射传感器表面将会产生振动和移位。
传感器可以转变材料机械振动为微弱电信后按，经过放大器放大之后，向计算机终端传递并且进行处理和记录，通过分析判断终端发生信号研究材料声发射机制，了解材料内部微观状态，检测工作不会影响被检测的材料。
解决采矿的声发射监测技术及应用
2 岩石声发射监测的特点
循环载荷下声发射变化
岩石在循环载荷下，声发射出现记忆效应。
在一定的压力差水平下，声发射水平与加
载历史有关系，即声发射源具有不可逆转
的特点。在岩石循环加载时，较大的声发
射现象仅在超过了上次循环加载的最大压
力后才出现，称为Kaiser效应或记忆效
混凝土结构稳定性监测，包括井架、桥梁、建筑物、桩基等；
采矿声发射监测方法
也称地音监测，研究的目的是确定岩体中的应力状态以及预测采掘工作面围岩体突然、
猛烈的破坏，如冲击矿压、煤和瓦斯突出、垮落等，具体如下：
(1)评价采掘工作面的冲击矿压危险状态；
(2)连续监测冲击矿压危险状态的变化；
(3)冲击矿压防治措施效果的评价。
对于冲击矿压危险性的评价来说，主要是根据记录到的岩体声发射的参数与局部应力场
(4)在采掘活动都很正常的情况下,出现地音事件的沉寂，即能量和频次都处于一个较低水平，也预示着危险
性的提高。
(5)地音系统接收到的信号一般为高频信号,高频信号容易衰减,所以系统的每个探头都有一定的有效范围。通
常情况下，地音事件同一信号被所有探头接收到的可能性很小,但是如果一段时间内有较多的通道数(>3个)
同步变化,各通道能量和次数都表现出很强的一致性,则说明此时煤岩体内部活动剧烈且范围较大。这种情况
持续一段时间，通过微震监测若没有较大能量的释放,则预示着工作面的危险性将会非常高。
3 声发射监测技术的应用
声发射的其他应用
采用声发射原理，可以进行岩体动力破坏现象的监测，包括冲击矿压、煤和瓦斯突出；
岩土工程稳定性监测，包括边坡、坝基、公路、涵洞、隧道等；
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第18卷 第2期2003年6月 西 南 科 技 大 学 学 报JOURNAL OF SOU THWEST UN IV ERSIT Y OF SCIENCE AND TECHNOLO GYVol.18No.2 J un.2003 收稿日期:2002-04-29文章编号:1671-8755(2003)02-0016-03岩体声发射检测技术在采场顶板安全分级中的应用王 宁(西南科技大学土木工程学院 四川绵阳 621000)摘要:岩体在破坏过程中,必然产生声发射现象。
岩体声发射的频度、强弱及高能事件与岩体的破坏过程密切相关。
根据岩体声发射的特点及其相关参数将岩体声发射检测技术应用于采场顶板安全等级划分,为采矿安全管理提供技术指导。
矿山实际应用情况表明该方法是可行的。
关键词:岩体声发射 采场顶板 安全分级中图分类号:TD326 文献标识码:A 矿山采场顶板冒落是地下矿山开采过程中常见的灾害,直接威胁井下工作人员和设备的安全。
我国金属矿山因冒顶引起的伤亡事故在井下各类事故中占有很大的比例,仅矿山浮石冒顶事故就占总事故的30%～40%,国外地下矿山情况也基本一致。
因此,采场顶板安全等级划分及安全管理为世界许多国家所重视。
其中,利用岩体声发射参数等有关指标对采场顶板进行安全等级划分,籍此制定相应的安全措施与支护方法,为采场顶板安全管理提供了一条简便而有效的途径。
岩体声发射检测是一种动态无损检测方法,是岩体内部缺陷或潜在缺陷处于变化过程中靠岩体本身发出弹性波而进行无损检测的。
其基本原理是:在外部条件,如力、温度等因素作用下,岩体内部发生变化(如结构面的滑移、变形或裂纹扩展等)所产生的能量以声发射方式释放出来,其发射的信号包括反映岩体内部缺陷性质或状态变化的信息。
因此,接收这些信息,加以处理、分析和研究,就可以推断其内部的状态变化和缺陷性质,并能诊断出缺陷的程度。
检测并研究来自采场顶板岩体缺陷的声发射信号,就可以对其进行安全分级,以指导采矿生产。
1 岩体声发射特点及其主要参数1.1 岩体声发射特点采场顶板岩体破坏冒落过程实质上是顶板岩体在受力过程中由微破裂到宏观破坏的发展过程。
在岩体的破坏过程中,必然产生岩体声发射现象,岩体声发射的频度、强弱及高能事件与岩体的破坏过程密切相关,岩体破坏愈严重,岩体声发射频度愈高,释放能量愈大。
因此,岩体声发射频度、能量等有关指标在一定程度上综合反映了岩体结构特征及其破坏过程,是评价采场安全程度的有效指标。
岩体声发射具有如下特点:(1)声发射活动主要产生于岩体的不稳定域;(2)从声发射源穿过了具有衰减特性的岩体,携带了不少有用信息;(3)声发射的不同特性提供了岩体的不稳定程度及破坏类型的间接信息;(4)合适的检测网络可对声源进行定位。
正因为声发射的这些特点,才使其得到深入研究,并在矿山实际生产中得到广泛应用。
1.2 岩体声发射的主要参数(1)声发射事件率(C ):单位时间的声发射事件数,它是最常用的声发射参数之一,几乎用在所有用声发射和微震评价岩体破坏过程的研究中。
(2)声发射事件能率(E):单位时间的声发射事件所释放的能量,它亦是最常用的声发射参数之一,在一些研究中也经常被考虑为预示岩体破坏的前兆参数。
一些现场研究表明,所有事件中如集中了35%以上的高能事件,工作面接近危险。
(3)m值:声发射事件振幅与事件率之比,由最大似然法计算如下:m=n logeρI=1,nlog A i-n log A m+1式中,n为振幅大于或等于A m的事件总数;A i为事件i的振幅,A m为接收事件门槛值。
这些参数基本上是互不相关的,因为它们反映了冒顶破坏过程不同方面的变化,而且是从不同变量的组合计算出来的。
2 采场顶板安全等级划分矿岩从稳定到破坏,可简单地划分为稳定阶段、破坏发展阶段及危险阶段。
相对应地,矿山在实际生产中,根据顶板矿岩稳定情况将采场顶板安全等级也划分为三级:I级,顶板岩体处于稳定阶段,没有大的破坏活动;Ⅱ级,顶板岩体受力较大,开始产生破裂,节理裂隙扩展,并可能发展为较大破坏;Ⅲ级,顶板岩体处于极不稳定状态,破坏现象加剧,有可能产生冒顶片帮事件,应及时对不稳定岩体予以处理,同时加强实时监测预报,人员及设备应避开危险地段。
3 声发射技术用于采场安全等级划分实例某矿自投产以来,其上部一、二、三中段已基本采毕,主要作业中段为四、五、六中段,主要采矿方法为机械化上向巷道式尾砂胶结充填法。
由于采场围岩主要为凝灰岩,大部分矿体为浸染矿,矿岩中断层、节理裂隙发育,许多采场出现较严重的冒顶片帮事故。
针对该种情况,我们使用D YF-1型声发射监测仪对该矿进行了采场岩体声发射普查分级测试工作,以寻求合理的安全等级划分,对采场地压实施科学化管理。
首先对当时正在开采的四中段1688分层、五中段1620分层等进行了全面的采场声发射普查。
以后,又陆续对1688、1620及1560分层部分采场进行了声发射分级测试工作,通过对测试声发射参数及采场顶板岩体的稳定程度进行的对比分析,最终将岩体声发射参数同采场具体安全状况对应分析,确定了采场安全等级指标划分标准(表1)。
表1 某矿采场顶板声发射指标安全分级标准安全等级 事件率C(次/min) 能率E(100MV2/min) 凝灰岩(浸染矿)块 矿凝灰岩(浸染矿)块 矿I<1.0<1.5<1000<1600Ⅱ 1.0～2.0 1.5～2.51000～23001600～3000Ⅲ>2.0>2.5>2300>3000表2 部分采场顶板岩体声发射分级结果采场编号C(次/min)E(100MV2/min)m分级模式备 注1620-750W20.890.010.21I1620-750E37.81019.3 6.78Ⅲ2d后冒顶约11m3 1620-750E5 1.4149.113.3Ⅱ1d后冒顶约4m3 1624-850W1 2.42236.515.3Ⅲ采场封闭,情况不明1624-850W5 3.63340.117.2Ⅲ3d后冒顶约12m3 1620-750E60.8810.014.5I1d后冒顶约3m3 1688-675 1.4139.221.18Ⅱ71 第2期 王 宁:岩体声发射检测技术在采场顶板安全分级中的应用在其后进行的采场顶板安全级别声发射参数测试中,利用岩体声发射分级方法确定的安全级别结果(表2)绝大部分为实践所验证。
如:安全级别划为Ⅲ级的采场中,除1624分层850W1采场因采矿完毕采场已封闭而冒顶情况不明外,1620分层750E3、1624分层850W5等均出现较大规模冒顶;在安全等级划分为I级和Ⅱ级的采场中,除1620分层750E6划分结果与实际情况不符外,其余与实际情况基本相符。
而1620分层750E6采场分级结果与实际情况不符的原因是,测点与冒落区之间有一弱面,导致地音传播过程中衰减太大,未能检测到部分声发射信号,从而造成分级不准确。
可见,测点布设正确与否直接关系到顶板分级预测结果的准确度。
4 结语岩体破坏过程中,必然产生声发射现象。
声发射事件频率、能量等参数反映了岩体的破坏速度及范围的大小。
因此,利用岩体声发射检测技术,能有效地对采场顶板岩体破坏情况进行检测,对采场顶板实施安全等级划分。
岩体声发射参数基本上能够正确地反映采场顶板的安全状况。
参考文献1 Xie,H&W G Pariseau.Studies on Mechanism of Rock Bursts-Associated Seismicit Mines By Using Fractals and Damage Me2 chanics Proc[A].Of33rd U.S.Symp.on Rock Mech.19922 曹庆林,桑玉发.金属矿山采场顶板稳定性的声发射监测技术[A].第二界全国青年岩石力学与工程学术研讨会论文集[C].北京:中国科学技术出版社,19933 胜山邦久.声发射(AE)技术的应用[M].北京:冶金工业出版社.1996Application of the R ock Mass Acoustic Emission T esting T echnologyin S afety Classif ication of Stope R oofWang Ning(Southwest University of Science and Technology,Mianyang,621002,China)Abstract:Acoustic emission occurs certainly for rock mass fracturing.The frequency,strength and energy of a2 coustic emission are concerned with rock mass fracturing.According to the characteristics and relevant data of the rock mass acoustic emission,the testing technology of it is used in safety classification of stope roof,which has provided safety management of mine with technical orientation.A case of one mine proved that rock mass safety classification method is useful.K ey w ords:rock mass acoustic emission;stope roof;safety classification81 西 南 科 技 大 学 学 报 2003 。