移动式煤岩电磁辐射监测系统

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基于静电场感应和电磁辐射的矿山动力监测系统

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第２卷增刊７
、１７Ｓｖ１，．ｕｖ．ｏ２
辽宁工程技术大学学报（自然科学版）
Ｊｕｎｌｆｉｏｉ￣Ｔｃｎｃｌｉｅｓｔ（ｔｒｌｃｅｃｏｒａａｎｎｅｈｉａｖｒｉｏＬＵｎｙＮａｕａｉｎｅ）Ｓ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｍｏｉｒｔｅｐｏｅｓｏｎｙａｃａｔｉｅ，ｕｉｇｅｅｔｏｔｔｅｄｉｄｃｉｎａｄｓｒｃ：ｎｏｄｒｔｎｔｈｒｃｓｆｍｉｅｄｎｍｃｉｔｓｓｎｌｒｓｉｆｌｎｕｔｎｏｉｖｉｃａｃｉｏｅｅｔｍａｎｔａｉｔｎｍｎｙａｃｄｔｃｉｎｉｃｒｉｄｏｔＩｈｓｂｅｒｖｄｂｘｅｉｎｓａｄａａｙｉｌｃｒｏｇｅｉｒｄａｉｃｏｉｅｄｎｍｅｅｔｓａｒｕ．ｔａｅｎｐｏｅｙｅｐｒｍｅｔｎｎｌｓｓｉｏｅｈｔｔｌｃｒｔｉｆｌｎｕｔｉｎｌｐａｓｆｔｗｈｎｍｅｄｎｍｉｓｃｉ，ｎｈｌｃｒｍａｎｔｔａｅｅｅｔｓｔｅｄｉｄｃｉｎｓｇａｐｅｒｉｓｌｅｎｙａｃｉａｔｅａｄｔｅｅｅｔｏｇｅｉｈｏａｃｉｏａｒｙｉｖｃｒｄａｉｎｓｇａｐｅｓｗｈｎａｔｉｅｅｉｔｎｉｅ．Ｔｉｎｌｃｎａｎｔｅｉｆｒｔｎａｏｔｈｉｆｒｎａｉｔｉｎｌａｐａｅｃｉｔｓａｎｅｓｆｄｗｏｓｇａｓｏｔｉｎｏｍａｉｂｕｅｄｆｅｅｔｏｒｖｉｒｉｈｏｔ

电磁辐射技术在煤矿系统中的应用

号也越来越强；应力集中区，力和瓦斯压力达最在应
第６期
２０年６月０１
山西焦煤科技
ＳａｘｋｎａｃｅｃｈｎｉＣｏｉｇＣｏｌＳｉｎｅ＆Ｔｅｈｏｏｙｃｎｌｇ
Ｎｏ．６
Ｊｎ２１ｕ．００
・
试验研究・
电磁辐射技术在煤矿系统中的应用
阚士凯① ，张杨，朱劫，张继
２１电磁辐射法预测煤矿水患的原理．
含水煤岩在变形破裂时能够产生电磁辐射，煤岩的含水量越大，电磁辐射信号强度越弱，的存在对水
电磁辐射产生明显的影响。另外，水分使煤样电磁辐
射信号的集中程度发生变化，自然原煤的峰前信号不多，含水煤样在峰前电磁辐射信号增多，其强度水但平低于自然原煤。水对受载煤岩电磁辐射的影响有
关键词煤矿；电磁辐射；煤岩地质灾害；究；用研应
中图分类号：１８文献标识码：文章编号：６２０５（０００－０３－０ＴＤ７Ｂ１７－６２２１）６０３３
电磁辐射技术是一种地球物理方法。岩石破裂电磁辐射是指岩石受载破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或现象。关于岩石破裂电磁辐射效应的研究，在理论上及应用研究方面，取得了很大的进步。都但是研究多限于大理石、岗岩和石英等坚硬岩石，花而且大多数研究仅限于定性研究。目前，电磁辐射技术已经开始应用于煤矿系统，在探测煤炭资源，测预冲击矿压、顶板来压规律、与瓦斯突出和寻找水患煤

煤岩电磁辐射技术及其应用第二讲

一、煤岩动力灾害 ——顶板事故
2011年9月24日15时19分，云南曲靖祠堂坡煤矿发生一起顶板垮落事故，造成5人死亡。
《盲井》剧照
现实版盲井
煤体内开掘切割眼后应力重新分布
a—切眼宽度；Q—切眼上部岩体重量； H—煤层距地面深度；γ—上覆岩层的容重
工作面围岩应力分布
a—增压区；b—减压区；c—稳压区
基本顶初次周期垮落（来压）示意图
L2--周期垮落步距；h—直接顶厚度；m—煤层厚度
岩层移动推测图
(a)岩层内部破坏推测图 1—冒落带；2—裂隙带；3—弯曲下沉带
（b）沿工作面推进方向的分区(裂隙带)
A-煤壁支承区；B-离层区；C-重新压实区
“其上支板，以防压崩耳。凡煤炭去空，而后以土填实其井。”
力－时间曲线
P/kN
100
150 t/s
200
250
300
电磁辐射与载荷有较好的对应关系，电磁辐射随着摩擦力的增大而增大。
脉冲数能量
原煤摩擦实验电磁辐射图
二、煤岩电磁辐射的研究——实验研究
4、煤岩分级加载及蠕变过程电磁辐射特征规律
7 6 5 4 3 2 1 0 0
应变ε /%
б =5.9MPa
电液伺服压力试验机
二、煤岩电磁辐射的研究—— 实验研究
课题组通过对不同煤矿、上千块煤岩试样的实验测试，主要研究了以下内容：
不同类型煤岩冲击破坏的电磁辐射特性及与应力、变形之间的相关性；
不同作用因素（加载方式：单轴压缩、单轴拉伸、磨擦、蠕变、冲击、三轴等）、加载速率、煤岩类型（不同矿区的煤岩、不同冲击危险性的煤、岩石、组合煤岩、不同含水量的煤岩）下的电磁辐射规律；电磁辐射与声发射的相关性。

电磁辐射法在岩爆监测中的应用

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ＩＳ１ｏＳＮｏ５—２６７３ＣＮ４ —１１／Ｄ３２５Ｔ
矿业研究与开发第２６卷第１期
ＭＩＮＮＩＧＲ＆Ｄ，Ｖｌ２Ｎｏ１ｏ，６，．
２００６年２月
Ｆｂ２０ｅ，０６
次。由此，出了一种新的预测岩爆等矿井动力灾提
关键词：岩爆；电磁辐射法；地压监测；巷道掘进
中图分类号：Ｄ２Ｔ３４文献标识码：Ａ
文章编号：０５— ７３２０）１— ０９— ２１０２６（０６００６０
电磁辐射法在岩爆监测中的应用
刘建辉，李化敏
（河南理工大学资源与材料工程系，河南焦作市４４０）５０３
摘要：简述了电磁辐射法预测岩爆的原理，实测给出了有
岩爆的预测是深部开采工程中遇到的最棘手问
题之一。到目前为止，国际上还没有一个国家的岩
ｔｔｇｒｃｕｓ．ｏｎｏｋｂｒｔｉ
反映了岩爆等煤岩灾害动力现象的主要影响因素，电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形
Ｋｅｏｄ：ＲｃｂｍｔＥｅｔｏｇｅｉｍｉｓｎｙＷｒｓｏｋｕ，ｌｃｍａｎｔｅｓｉｍｅｈｄ，ｒｃｏｔｏ
段，根据前兆信息判断岩爆的危险程度。根据现场
人员伤亡。随着矿井开采深度的增加，延伸速度的
加快，深井岩爆逐渐显现，并成为诱发矿区地压破坏灾难的又一大触发因素。

2024年煤矿煤岩动力灾害监测预警技术进展（三篇）

2024年煤矿煤岩动力灾害监测预警技术进展我国煤岩动力灾害世界第一煤岩动力灾害，主要包括煤与瓦斯突出和冲击矿压。

突出是采掘工作面周围煤岩向采掘空间高速喷出的一种动力灾害过程，高地应力和高压瓦斯是能量的主要来源。

我国最大的突出灾害发生在四川三汇坝一井，在几钟内突出煤岩12780吨，喷出瓦斯气体140万立方米。

冲击矿压灾害是在高应力作用下，采掘空间周围的煤岩体失稳破坏并向采掘空间高速运动的动力灾害过程，高地应力是主要能量来源。

我国最大的冲击矿压发生在抚顺老虎台矿，震级达到里氏4.3级。

煤岩动力灾害除造成人员伤亡外，还严重摧毁巷道等采掘空间、破坏保障安全的通风系统。

灾害过程伴随矿井瓦斯涌出异常，常诱发重特大瓦斯爆炸事故，造成群死群伤。

xx年郑州大平矿死亡148人的瓦斯突出—瓦斯爆炸事故;xx年辽宁阜新孙家湾矿死亡214人的冲击—瓦斯爆炸事故;xx年黑龙江鹤岗新兴煤矿死亡108人的瓦斯突出—瓦斯爆炸事故。

这类灾害严重威胁矿井安全，是煤矿重大工程灾害。

我国是世界上煤岩动力灾害最严重的国家。

截至xx年，我国已备案的煤岩动力灾害矿井达1420多个。

由于种种原因，还有超过一倍数量的这类矿井没有备案。

据不完全统计，我国已累计发生31000多次动力灾害，平均每年死亡近300人。

目前，除海南、广东、福建、浙江、西藏等少数省区外，我国主要采煤省区不同程度地受动力灾害的威胁，著名的平顶山、淮南矿区的主力矿井全部为突出矿井，兖州矿区主力矿井受冲击灾害威胁严重。

随着煤矿开采深度的不断增大，灾害更为严重，预防的难度也在不断加大。

我国煤矿国有重点矿平均采深700米，最深达1365米，煤层最大瓦斯压力达10兆帕。

来自权威部门的统计表明，“十一五”期间，我国煤矿重、特大瓦斯突出事故的起数和死亡人数分别占40%和28.5%;xx年发生的11起重特大瓦斯事故中，煤与瓦斯突出事故6起，死亡150人，分别占54.5%和68.2%。

从煤矿重特大事故看，煤与瓦斯突出事故的比例逐年上升，遏制煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害事故是今后减少煤矿重特大事故的重中之重。

电磁辐射监测仪在1321工作面中的应用

通过对比和分析，据同采区工作面矿压规律资料，作根工面的初次来压、期来压时问和距离数据基本一致。同常规的周初次来压、期来压预测预报方法更加直接明了，据准确，周数
３电磁辐射仪的使用
界值均为５。９
（）用非接触、向区域、时连续监测电磁辐射。（）２采定实３利用电磁辐射监测仪采集及处理数据，现场实时监测报警，并将结果传输到监测预警中心。（）２在工作面初次来压、周期来压的应用。通过工作面切眼设置的５点，每天对数据进行处理分析，通过图形和实际现场进行对比，以发现，可利用电磁辐射仪可以准确预测工作面
检测点，工作面设置５个检测点，测点距离ｌｍ。监测方在监Ｏ法是：１（）在工作面前方布置定向接收天线，朝向监测区域。
（）２对用电磁辐射法检测的高冲击危险区域，采用钻屑法进一步的确认。如果电磁辐射法确认处于临界状态，粉指数钻
一 …
ｌ；一ｉＬ …
图２初次来压监测报表
《
Hale Waihona Puke 冲击倾向性鉴定》的报告，３１１２工作面的３下煤层属于３类，为具有强冲击倾向性的煤层，下煤层顶板属于２类，为具有３弱冲击倾向性的岩层，预测１２３１工作面在开采初期，其两侧的煤柱和断层区域是冲击危险监测和治理的重点区域。

电磁辐射在煤巷锚杆支护监测中的应用

电磁辐射在煤巷锚杆支护监测中的应用
苗栋
（国矿业大学矿业Ｔ程学院．江苏徐州２１０）中２０８
摘要：巷锚杆支护由于其隐蔽性，煤围岩的破坏失稳没有明显的预兆，一旦发生冒顶．害危
性较大。因此对工程质量的可靠性要求较高。但锚杆支护工程质量的监测技术一直没有得到很好的解决。从锚杆的支护理论及破坏失效入手．出了煤岩变形破裂与电磁辐射的耦合规导
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煤
６８
炭
科
技
２００８年第３期
Ｎｏ３．２０８０
ＣＯＡＬＣＩＳＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭＡＧＡＺ０８０ — ０８０１０ — ７１２０）３０６ — ３ｃ
律．到了煤巷锚杆支护监测的一种新方法得
关键词：电磁辐射；煤岩破裂变形；耦合：支护质量监测中图分类号：Ｄ５＋６Ｔ３３．文献标识码：Ａ
Ｔｈｐｐｉａｉｆｅｅｔｏｍａｇｔｃｒｄｉｔｏｎｉｏｌｒａｅａｌｃｔｏｎｏｌｃｒｎｅｉａａｉｎｃａｏｄｗａｙｂｏｔｎｇｍｏｎｔｒｎｇｌｉｉｏｉ
动而形成的
岩的破坏失稳一般没有明显的预兆．破坏往往具有
突发性，一旦发生冒顶．多数情况下规模较大，害危
性较严重．以对其工程质量的可靠性要求较高。所但

便携式电磁辐射仪监测冲击矿压危险区域研究

击进行检测，也可以在时间上进行连续监测。观测
矿井下复杂动力现象之一，严重威胁煤矿矿井生产
安全。上世纪９０年代以来，我国冲击矿压矿井数
不断增加。国外如苏联经济体制改革，西德取消了
对矿井冲击矿压防治费用的补贴以及日本等国对效益不佳的冲击矿压矿井予以关闭，冲击矿压一直保
［收稿日期】２０１ — ３０６— １１
１一压力机；一岩样； —传感器；一放大器；２３４５一模拟数字转换仪；一电脑；７６一加载传感器
图１实验装置示意
对岩样匀速加载直至其破碎，形成了电磁
［基金项目】国家自然科学基金重大项目（０９２５５４０７）［作者简介扬勇（９２，男，１８一）辽宁义县人，固体力学专业硕士研究生，主要从事电磁辐射预测预报冲击危险研究。
度而破裂发生发展，煤岩力学性质由于包括损伤在
内的广义应变局部化，力学性质呈现应变软化而发生物理或材料失稳破坏而发生的，已为许多学者所
字命名的物理技术研究所、库兹涅茨国立技术大学、托木斯克理工大学开始接续研究。而俄罗斯科
学院西伯利亚分院矿业研究所开展了电磁辐射的大
Ｋｅｒｓｏｋｂｒｔｏｒａｌｙｗｏｄ：ｒｃｕｓ；ｐｔｂｅ；ｅｅｔｏｇｅｉｍｉｉｎｌｃｒｍａｎｔｅｓｏｃｓ
冲击矿压是一种特殊的矿山压力现象，也是煤
破坏，已作为正式产品生产和投入使用。本文所介绍的仪器就是这类仪器的升级产品，该仪器体积小、重量轻，可以沿工作面巷道对煤体或顶底板冲

KBD5便携式煤岩动力电磁辐射监测管理实施细则

目录第一章总则 (2)第二章系统报警及应急处理程序 (3)第三章系统设计 (4)第四章信息处理 (5)第五章使用与维护 (6)第六章装置的报废 (8)第七章监测系统配件 (9)第九章技术资料 (10)第十章考核 (11)3、监测和记录等存在弄虚作假现象。

(11)神华新疆能源有限责任公司电磁辐射监测系统管理实施细则第一章总则第1条为规范神华新疆能源有限责任公司电磁辐射监测系统的管理，确保监测系统稳定、可靠、准确、有效的运行，充分发挥其作用，特制定《神华新疆能源有限责任公司电磁辐射监测系统管理实施细则》（以下简称《细则》）。

第2条本《细则》依据《煤矿安全监控系统通用系统要求》（AQ6201-2006）、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1026-2007）、《煤矿安全监控系统软件技术要求》（MT/T1008-2006）、《KBD5便携式煤岩动力灾害电磁辐射监测作业规程及注意事项》以及有关文件规定编制。

第3条本《细则》适用于神华新疆能源有限责任公司范围内使用电磁辐射监测系统的矿井（包括基建和改扩建矿井）。

矿长、总工程师对贯彻执行本《细则》负全面责任。

各矿井应根据本《细则》，结合本单位具体条件制定相应管理办法，报公司备案。

第4条电磁辐射监测系统实行“统一规划建设，分级维护管理，专业分工负责”的原则，神新公司煤矿电磁辐射监测系统由公司负责统一规划、建设和监督；使用电磁辐射监测系统的矿井负责日常管理和维护；必须保证矿级电磁辐射监测系统正常运行，并通过信息网络传递真实有效的监控数据。

公司科技中心负责电磁辐射监测系统的后台维护技术支持、软件升级和对各生产矿井电磁辐射监测系统日常管理维护的指导；公司生产技术部负责技术指导；公司生产指挥中心负责协调监督管理；公司安监局负责督察；电力通讯公司负责信息网络的维护，保证数据正常传输。

第5条使用电磁辐射监测系统的矿井如需对系统进行补套扩充，必须提交书面报告及其设计说明书，经公司批准方可进行。

矿井冲击地压防范知识

矿井冲击地压防范知识问：矿井为什么会发生冲击地压?答：冲击地压又俗称岩爆、煤爆或煤炮，是指井巷或工作面四周煤岩体内的弹性变形能，在外界因素的触发下，其平衡状态遭到破坏，向自由空间突然释放能量的动力现象，它是矿山压力显现的一种特别形式，伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。

发生冲击动力破坏从地应力上解释其根本原因是因为随采深增大而使得原岩应力增加，以及由于开采影响而引起的次生应力叠加而产生煤柱应力集中区。

主要有以下几方面原因：一是煤层本身具有冲击倾向性，而且开采深度已达到5－8米，开采深度的加大使地应力增加，原岩应力增大，冲击危险性增加;二是开采程序不合理，在采面和巷道布置上人为形成应力集中区或孤岛煤柱开采，应力高度集中诱发冲击地压；三是部分煤层顶板坚硬、整体性强，或直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落，造成冲击危险较大；四是各别煤层倾角和厚度局部突然变化，形成局部地质构造应力积聚地带，引发冲击地压；五是对冲击地压猜测预报不到位、不准确，解危措施不得利。

问：为什么要对冲击地压进行治理，其危害有哪些?答：在自然地质条件下，除褐煤以外的各煤种，采深从2m～10m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不管水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采纳全部垮落法或是水力充填法，是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，都发生过冲击地压。

冲击地压具有很大的破坏性、突发性、瞬时性等特点，发生前一般无显然前兆，冲击过程短暂，继续时间为几秒到几十秒。

往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。

部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，大部分震级在2级以上，伴有庞大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。

是一种威胁煤矿安全生产严重灾害之一，也是煤矿生产和技术管理中的难题之一，是导致煤与瓦斯特别恶性事故的源动力。

煤岩电磁辐射中心频率探讨

Ｏ＝ — —— ２
３结果讨论
通过以上计算，可知在煤岩发生冲击地压或煤与瓦斯突
出等煤岩动力灾害前由于煤岩细小碎裂和裂隙扩大而产生
６
＝＝＝＝
＼－－／＇８ｃ５等＂ｒｒ）
— — — — ：
的电磁辐射在煤岩内传播时的电磁波是低频电磁波。了解了煤岩发生动力灾害时产生和在煤岩传播的电磁波中心频率
科教前哨
科技视界
２１年０月第１期０２５４
ｐ一
相位常数，即单位长度上的相位移量．
／３３３１ｚ６０．Ｈ
为电磁场在煤岩介质中传播的传播系数，即波
数。其中：为衰减系数，ＪＢ为相位常数，真空介电常数，ｏ／－ｔ为真空磁导率，占为介质电导率由相速和折射率可得：，
Ｖ箐埘Ｅ
令 ∞（）ｙ一吾＝
则波动方程的解为：
ＥＥｅ：ｍｅ＝ｅＥｅ ‘ ‘廿
～ —
日＝Ｈ
（时
ｅ
ｍ
ｅ
ｅ
ｅ
电磁波在介质中传播相速为：
：
１理论分析
煤岩电磁辐射的发生具有时间、间的随机性，空频率的不确定性。目前使用的电磁辐射仪基本上采用宽频接收天
煤层中打钻之后钻孔口处的电磁辐射脉冲数将异常增大。何学秋、王恩元等学者认为煤岩等材料的变形以及破裂时所产生电的磁辐射有两种形式：一种是由电荷尤其是试样表面积累电荷所引起的库仑场（或静电场）另一种则是脉冲，

电磁辐射监测技术在新安煤矿冲击矿压预测中的应用

辐射即脉冲波。在非均匀应力作用下非均质煤岩体
摘
要：随着开采深度增加，冲击矿压问题越来越突出。针对新安矿矿井动力灾害情况，引用电磁辐射监
测技术及使用电磁辐射监测仪对重点区域进行监测，并对检测结果进行分析，进而为预测新安煤矿冲击地压危险性提供技术支持。关键词：电磁辐射；冲击矿压；监测技术
中图分类号：Ｄ２Ｔ３４文献标识码：Ａ文章编号：０ —７８２１）７０２ — ２１５２９【０１０．００００
要影响因素，与应力大小有较好的对应关系，实现种形式：可一种是由电荷引起的库仑场，一种是电磁另
真正的非接触、向、定区域及连续预测。
新安煤矿２００９年７月１３日１８时３０分综三上
巷一５十层右轨道巷受深部地压影响，帮突４０ｍ顶
ＡｐｌａｉｎｏｅｔｏａｎｔｃＲａｉｔｏｏｉｏｉｇｐｉｔｏｆＥｌｃｒｍｇｅｄａｎＭｎｔｒｎｃｉｉ
ＴｅｈｏｏｙｉｎａａｉｅＲｏｋ — ｂｒｔＰｒｄｃｉｎｃｎｌｇｎＸｉｎＣｏｌＭｎｃ — ｕｓｅｉｔｏ
ＰＷｅｌｎＬＵＨｏｇ－ｕｎＵｎ－ｇ，Ｉｎｑａｏ
（．ａｔＥｇｎｅｎｓｔｔｏｅｏｇｉｎ如１ＳｆｙｎｉｒｇＩｔｕｅｅｉｎｉｅｆＨｉｎｊｇｌａｅ
ｏｃｎｅｎｅｈｏｏｙＨｒｉ１０２，ｈｎｆＳｉｃｄＴｃｎｌ，ａｂｅａｇｎ５０７Ｃｉａ；

电磁辐射技术在城山煤矿防冲击地压中的应用

显。
图１
２观测方式
使用ＫＢＤ５型电磁辐射监测仪进行监测２．１工作面测点布置方式：工作面距上出口前５Ｏ米每隔１０米布置一个测点，５０米之后每隔２０米布置一个测点。下巷下出口１００米内每１０米一个测点，１００米以外每２０米布置一个测点（测５个点），共ｌ５个测点。上巷上出口１００米内每１０米一个测点，１００米以外每２０米布置一个测点（测５个点），共１５个测点。２．２观测方法。２．２．１入井前需对仪器进行参数设定。按照厂家根据我矿实际情况所指定的参数进行设定，门限值为５０。２．２．２检查天线输出线两端头间的电阻成，距顶板１０．１２米处有一层厚为０．２３米的煤层，１０．１２米一１９．０５米１９．０５米—３１．６５米由砂岩形成了稳定层。东一３Ｂ样层是否在１．２～２．９１欧姆之间，若小于上诉值，表明天线已短路，若电阻之间为页岩，值很大，表明天线已断路。２．２．３保证仪器电压在１１Ｖ以上方可人井右三面由于受右二面采空区残余应力影响，应力集中在３Ｂ＃层上巷使用。２．２．４按照布好的测点进行监测，将天线的轴向垂直于被测煤岩附近的煤体内部，令受采动应力影响，距工作面２０米范围内，巷道两使用电磁辐射仪对其进行监测，连续监测结表面中心位置，将天线开口缝背离干扰源。天线周围５米内禁止机电帮及顶底板变形较严重，设备工作，避开动力电缆和瓦斯检测线２米以上，如果电缆等干扰源果可以看出，在电磁辐射强度波动非常平稳，最小值为７．２ｍｙ，最大值距天线小于２米，需把电停掉之后再进行监测。２．２．５若监测时数值瞬为９．４ｍｙ，强度值均小于１５ｍｙ，没有发生冲击地压的倾向性。间出现异常，强度值超出临界值，记录下时间和所测批次并观察周围５防范措施是否有干扰源，如电气设备开、停气等，若有干扰源影响，该点需重新５．１东一采区３Ｂ＃层右三面１４５队采煤工作面对该面上巷采取进行监测。２．２．６每天观察ＫＢＤ７型设备的运转情况，如有异常必须立了打钻注水卸压的方法使压力平稳的减小。５．２该面上巷采取了打超超前支护增加到１００米，并打三排柱，穿底梁、打撑子减少巷即进行处理。２．２．７数据监测完毕关闭仪器，升井后及时将测试数据传前支护，帮位移。人ＰＣ机，进行数据处理并打印存档。６结论３电磁辐射仪与矿压的关系电磁辐射和煤的应力状态有关，应力高时电磁幅射信号就强，电通过现场观测和数据分析表明：磁辐射频率就高，应力越高，则冲击危险越大。电磁辐射强度和脉冲６．１电磁辐射信号来自监测区内的煤体和岩石，电磁辐射信号的数两个参数综合反映了煤体前方应力的集中程度的大小，因此可用强度受到煤岩体应力状态和有效监测范围大小的影响，煤体释放的电磁辐射法进行冲击地压预测预报。电磁辐射信号要强于岩体。煤层倾角越大，两帮的稳定性和电磁辐射根据实验室研究及现场研究测定及理论分析表明，煤岩冲击、变信号值差异也越大。６．２煤体长时暴露的电磁辐射分布，该种分布类形破坏的变形值ｓ（ｔ１、释放的能量ｗ（ｔ）与电磁辐射的幅值、脉冲数成型符合经典的工作面应力分布模式，煤体浅部应力已基本释放结束，正比。具体而言就是煤试样在发生冲击ｌ生破坏以前，电磁辐射强度一煤岩已经卸压，电磁辐射水平比较低，往深部经过应力集中区，电磁般在某个值以下，而在冲击破坏时，电磁辐射强度突然增加。煤岩体辐增大，进入原始应力区后电磁辐射强度又稍降低，但其强度高于浅电磁辐射的脉冲数随着载荷的增大及变形破裂过程的增强而增大。表部位。６．３有构造煤层的电磁辐射分布，煤层中有构造时电磁辐射主要是受断层的影响煤体结构比较复杂，内部应力分载荷越大，加载速率越大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也分布很不规律，越强。冲击地压发生前的一段时间，电磁辐射连续增长或先增长，后布紊乱，电磁辐射变化也比较剧烈，电磁辐射强度较高的部位为煤下降。之后又呈增长趋势。这反映了煤岩破坏发生、发展的过程。煤岩层，而较低部位多为硬分层，如矸石，岩石等。６．４在预测预报中采用体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、电磁辐射事件数成正比，与瞬间释的趋势预测法可以直观、有效、简便的预测出潜伏的煤岩动力灾害危险；临界值法可以通过一系列的数据处理进行系统的模糊评价分析，放的能量、变形速度成正比。４实例应用可以确定区域中的预警作用，从而达到预测冲击地压和煤与瓦斯突采煤数据分析。通过采用ＫＢＤ５电磁辐射仪对东一３＃层右三面出等煤岩动力灾害。６．５从数据图中可以直接的反应出不同测点在不开采过程的监测情况，从图１，２趋势图可以分析出，初次来压为同时期的电磁信号波动趋势情况，根据电磁信号的变化趋势进行分４２ — ４５米，周期来压步距为４０ — ４５米，来压时放慢割煤速度，加强观析，可以判断出煤岩体中高应力的集中区域、顶板断裂及周期来压和测，并采取有效的措施来预防冲击地压。东一３Ｂ＃层右三面上巷标高采空区顶板冒落等煤岩动力现象。６３４，底板为砂岩，顶板与３Ｃ煤间距为１．６６米，由砂岩、砂页岩组

电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用

WANG Enyuan1,2,3, LIU Xiaofei1,3, LI Z honghui1,3, HE Xueqiu1,3 (1.Fa cult y of Safety Engineer ing, China University of Mining a nd Technology, Xuzhou 221116, China ;
第5期
王恩元，等：电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用
6 43
1 电磁辐射监测技术及装备
2 煤岩电磁辐射技术应用
在实验和理论研究的基础上，提出了电磁辐射预测煤岩动力灾害的技术方法，发明了 KBD5 便携式和 KBD7 在线式煤岩动力灾害电磁辐射监测仪（见图 1），进行煤岩动力灾害的监测预报.
0引言
国内外的研究成果均表明，电辐射技术是一
在煤矿采掘过程中，伴随有冲击地压、煤与瓦斯突出和突水等煤岩动力灾害现象.目前我国有不少矿井已经进入了深部开采，采场地应力增高，加上煤炭赋存条件复杂（如构造、瓦斯等）的影响，冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害变得更加复杂和严重，其发生次数和强度亦日趋严重，对矿井高效生产和人员安全造成了严重的影响.要对冲击地压和煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害进行有效的预防和治理，首先要进行有效的预测.
2. Sta t e K ey Labor at or y of Coa l Resour ces and Mine Safet y, Xuzhou 221116, China; 3. Key L abor a tor y of Ga s and F ire Cont r ol for Coal Mines, Xuzhou 221116, China ） Abstract: In order to effectively and accurately forecast the coal and rock dynamic disasters, based on the in-depth studies on the generation mechanism, characteristics and rules of electromagnetic radiation (EMR) of coal and rock, this study proposed an EMR monitoring and warning method, and developed the EMR detectors of Type KBD5 and Type KBD7. The applications of the EMR technology include the prediction of coal and rock dynamic disasters, such as coal and gas outburst, rockburst, and the monitoring of goaf roof stability, the stress of surrounding rocks, and the determination on the width of relief area. Key wor ds: coal and rock; dynamic disasters; electromagnetic radiation; rock burst; coal and gas outburst; roof stability; monitoring; warning

Lyapunov指数在电磁辐射预测煤矿动力灾害中的应用

收稿日期：2012－04－16作者简介：郝延坤（1981—），男，河南叶县人，硕士，2011年毕业于中国矿业大学，现从事瓦斯治理和防突工作。

Lyapunov 指数在电磁辐射预测煤矿动力灾害中的应用郝延坤，张浩权，刘泽平（河南平宝煤业有限公司，河南襄城461714）摘要：电磁辐射指标综合反映了煤岩动力系统演变情况。

为了讨论电磁辐射时间序列是否具有混沌特征，实现电磁辐射的预报，提前了解煤岩体未来的动力变化情况，利用在线式电磁辐射监测仪KBD7对掘进煤巷进行了跟踪监测，用小数据量方法计算了实测电磁辐射时间序列的最大Lyapunov 指数，结果表明其具有混沌特征，电磁辐射短期内可以预测，适当选择样本容量和排除干扰可以提高预测精度。

关键词：煤岩动力灾害；电磁辐射；Lyapunov 指数；混沌中图分类号：TD324文献标志码：A文章编号：1003－0506（2012）08－0007－03Application of Lyapunov Exponent in Forecasting Dynamic Disaster of Coal Mine by Electromagnetic RadiationHao Yankun ，Zhang Haoquan ，Liu Zeping（Henan Pingbao Coal Industry Co．，Ltd．，Xiangcheng 461714，China ）Abstract ：The evolution of the coal and rock dynamic system can be reflected by the electromagnetic radiation （EMR ）indexes．To dis-cuss whether EMR time series have chaotic characteristics ，realize the forecasting of EMR ，and to understand the dynamic changes of coal and rock in the future ，a roadway was monitored by on-line electromagnetic radiation monitor （KBD7）during the excavation．The largest Lyapunov exponent of monitored EMR time series was calculated based on method of small data sets ，the results show that the EMR time series have chaotic characteristics ，EMR can be predicted in short term ，the precision can be improved by eliminating inter-ference and choosing the appropriate sample size．Keywords ：dynamic disaster of coal and rock ；EMR ；Lyapunov exponent ；chaos煤岩动力灾害现象是煤岩体在载荷作用下变形破裂逐渐演化而发生的突发性破坏或失稳现象，具有破坏性和灾害后果［1］。

《2024年煤岩电磁辐射理论与技术新进展》范文

《煤岩电磁辐射理论与技术新进展》篇一一、引言随着煤炭资源的开采深度不断增加，煤岩层的地质条件日益复杂，煤岩电磁辐射技术在煤炭开采、地质勘探等领域的应用越来越广泛。

煤岩电磁辐射技术以其非接触、高效率、高精度的特点，为煤炭资源的安全、高效开采提供了重要的技术支持。

本文将就煤岩电磁辐射理论及技术的新进展进行详细阐述。

二、煤岩电磁辐射基本理论煤岩电磁辐射是指煤岩层在受到外力作用时，产生的电磁波辐射现象。

其基本原理是：煤岩层在受到外力作用时，内部结构发生变化，产生应力场和电场，进而产生电磁波辐射。

煤岩电磁辐射的强度、频率等特征参数与煤岩层的物理性质、地质构造等因素密切相关。

三、煤岩电磁辐射技术发展历程早期煤岩电磁辐射技术主要应用于地质勘探领域，通过测量电磁辐射信号，推断煤岩层的物理性质和地质构造。

随着技术的不断发展，煤岩电磁辐射技术逐渐应用于煤炭开采领域，实现了对矿井工作面的实时监测和预警。

近年来，随着传感器技术、信号处理技术等的不断进步，煤岩电磁辐射技术的精度和稳定性得到了进一步提高。

四、煤岩电磁辐射技术新进展1. 传感器技术的进步：随着传感器技术的不断发展，煤岩电磁辐射传感器的灵敏度、稳定性、抗干扰能力等得到了显著提高。

新型传感器能够更准确地测量电磁辐射信号，提高了数据的可靠性和准确性。

2. 信号处理技术的改进：信号处理技术是煤岩电磁辐射技术的关键技术之一。

近年来，数字信号处理技术、小波分析、神经网络等技术在煤岩电磁辐射信号处理中得到了广泛应用，有效地提高了信号的信噪比和分辨率。

3. 多参数联合监测技术的应用：多参数联合监测技术是煤岩电磁辐射技术的重要发展方向。

通过同时监测多个物理量（如电磁辐射、声发射、温度等），可以更全面地反映煤岩层的物理性质和地质构造，提高了监测的准确性和可靠性。

4. 实时监测与预警系统的建设：实时监测与预警系统是煤岩电磁辐射技术应用的重要环节。

通过建立完善的监测网络和预警系统，可以实现对矿井工作面的实时监测和预警，有效预防和控制矿井灾害的发生。

煤岩破坏电磁辐射定位技术方法

煤岩破坏电磁辐射定位技术方法宋大钊;何学秋;韦梦菡;娄全;刘洋【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2022(47)10【摘要】煤岩电磁辐射技术作为一种无损、实时、非接触、前兆性强的地球物理监测方法,在煤岩结构稳定性及应力状态评估、煤岩动力灾害监测预警中发挥了重要作用。

然而,当前该技术主要通过电磁前兆信号时序变化预警煤岩动力灾害,不能实现对灾害孕灾区域的定位,无法指导防治措施精准实施,从而制约了该技术的发展应用。

对此,围绕煤岩破坏电磁辐射定位技术方法开展了系统研究。

基于磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应,研发了新型电磁矢量传感器,传感器在三轴方向上具有显著的独立性,互不干扰,对夹角余弦的响应表现出高线性度,为煤岩破坏电磁辐射定位奠定了基础,揭示了煤岩破坏电磁辐射的矢量特性。

三分量电磁信号在时域上同步到达,波形存在明显差异,频域上信号主频一致,幅频分布相似,可视为主破裂产生的电磁场在3个方向上的分量。

基于煤岩破坏发生时电荷分离、运动的过程,建立了等效的电磁辐射场源模型和煤岩破坏电磁辐射定位方程,并进行了数值模拟和实验验证,定位效果理想。

研究成果是煤岩电磁辐射监测技术领域的原始创新,初步将该技术从预测“危险是否会发生?”拓展到预测“危险将在何处发生?”。

研究旨在推动煤矿动力灾害监测预警技术装备的升级与创新,为我国煤矿智能化发展提供支撑。

【总页数】14页(P3654-3667)【作者】宋大钊;何学秋;韦梦菡;娄全;刘洋【作者单位】北京科技大学大安全科学研究院;北京科技大学金属矿山教育部重点实验室;北京科技大学土木与资源工程学院;中安安全工程研究院;河南城建学院市政与环境工程学院【正文语种】中文【中图分类】TD326;P631【相关文献】1.基于ANN的煤岩破坏电磁辐射预测研究2.利用煤岩破坏电磁辐射特性测定煤岩卸压带的研究3.煤岩变形破坏电磁辐射规律及其应用研究4.煤岩破坏电磁辐射信号的短时分形模糊滤波5.煤岩体破坏过程中电磁辐射与能量耗散耦合分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ИЭМИ-1电磁辐射仪在煤矿冲击地压预测中的应用

ＨＭ１电磁辐射仪在煤矿冲击地压Ｈ一预测中的应用
纪学忠李吉林
（新铖业矿山设备有限公司，宁阜新１３０阜辽２００）
摘要：煤岩电磁辐射是近十几年来建立的预测矿井冲击地压的有效方法之一，俄罗斯 Ⅵ ９ＭＭ一１电磁辐射仪是国内较早引进的便携式电磁辐射监测仪，此仪器在煤矿使用中对监测工作面的冲击地压危害起到了较好的
面推进时，测点相应前移，测点具体布置为：第一，下顺槽：白外向工作面煤壁方向６，０５，４，３，２，１米处各布置一个测点。测点编０００００号依次为１，３，５。测试时天线朝向工作，２，４，６面煤壁上帮。第二，下壁工作面：白下向上方向１，２，００３０，４０，５米处各布置一个测点。测点编号依０次为７，８，９１，１。测试时天线朝向工作面，０１煤壁。第三，上壁工作面：自下向上方向１，２，００３，４米处各布置一个测点。测点编号依次为１，００２１，１、１。测试时天线朝向工作面煤壁。３４５
第四，上顺槽：自工作面煤壁向外１，２，００
４电磁辐射监测结论
就顶板冒落电磁辐射前兆信息的分析方式而
６ｏ中高＃业２１．２阖新技企００２６
变压器油色谱在线监测系统应用中存：在的问题

电磁辐射监测仪(KBD5)在矿井实际工作中的应用

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鸡西矿业集团张辰煤矿黑龙江鸡西摘要该文较详细的介绍了电磁辐射预测煤岩动力灾害机理并针对矿用本安型煤与瓦斯突出冲击矿压电磁辐射监测仪的工作原理功能特点和测试方式做了具体的总结及在队西三层右六巷及切上的应用时所解决的实际问题
２０１３年第３期
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电磁辐射监测仪（ＫＢＤ５）在矿井实际工作中的应用
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通过对２０８队最近一个多月采用动态跟踪法进行监测，依据电磁辐射的动态趋势法对数据进行分析处
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理后，从趋势图可以直观的反映出其压力变化情况。测得的工作面及后方巷道的电磁辐射值均在４～６ｍＶ之间波动，１２月４日电磁辐射值突然增大到８．２ｍＶ。（见图１）由此说明２０８队工作面前方压力增大。于是用ＫＢＤ５监测仪在２０８队实施三班连续观测，观测结果显示在此后连续三天压力值始终没有降低，并且在１２月５日以后通过对２０８队工作面近距离观测现场情况，压力显现逐渐明显，顶板下沉量速度加大，片帮加重现象，迫使工作面无法正常前进，此种状况严重威胁着人员的生命安全，急需制定出有效的可行性方案。