电磁辐射法在冲击地压预测中的应用
电磁辐射仪在防冲击地压中的应用
试样表面积 累电荷 引起 的库仑场 （ 或 准静 电场 ） ；
另 一 种 是 由带 电 粒 子 作 变 速 运 动 而 产 生 的 电 磁
辐射 ， 是一种脉 冲波 。② 在非均 匀应力 作用 下非
均质煤岩体各部 分产生非 均匀 形变 ， 由 此 引 起 电
荷迁移 ， 使原来 自由的和逃 逸 出来 的 电子 由高应
准静 电场 ） 或低频 电磁 辐射 。③裂 纹形 成及 扩展 前， 裂 纹 尖 端 积 累 了大 量 的 自由 电 荷 （ 电子 ） 。 裂
纹扩展时 ， 发 射 电子 ， 由于裂纹不 是匀 速扩展 ， 这
朝 向煤层 顶板 ； 另一 种是 天线 朝 向顶板 或底 板 ，
的先 进 性 和 准 确 性 。
煤岩体产 生电磁辐 射 ， 源 于煤 岩体 的非 均质
性， 是 由应 力 作 用 下 煤 岩 体 中产 生 非 均 匀 变 速 形 变 引 起 的 。受 载 煤 岩 体 中发 生 以 下 电 荷 （ 或 带 电
粒子 ） 运动 过程 ： ① 煤 岩材 料变 形 及破 裂 时 能够
震法、 地 音 法 以 及 小 直 径 钻 孔 法 。这 些 方 法 在 可
驰 。⑥ 运动的电荷碰撞 周 围介 质分 子或原 子 ， 使
运 动电荷减 速 ， 同时能使 介质分 予或原 子发生 电
离， 发射 电磁波 。 电磁辐射 和煤 的应 力状 态有关 ， 应力 越高 时 电磁 辐射 信号 就越强 ， 电磁 辐射 脉 冲数 就越 大 。 应力越 高 ， 突出危 险越 大 。电磁辐 射强 度和脉 冲 数 两 个 参 数 综 合 反 映 了 煤 体 前 方 应 力 的 集 中程 度、 瓦斯压力 的大小 和含 瓦斯煤体 突 出危 险 的程 度， 因此可用 电磁辐 射法进 行煤层 冲击 矿压危 险
基于电磁辐射的矿井冲击地压区域监测预报研究
（ Ｅ ＭＲ ）ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗ ｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ．Ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｃ ｋ ｂ ｕ ｒ ｓ ｔ ｍ ｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ，
第 ９卷 第 ７期 ２ ０ １ ３年 ７月
中 国 安 全 生 产 科 学 技 术
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ９ Ｎｏ ． ７
Ｊ ｕ ｌ ｙ ２ ０ １ ３
ｏ ｎ ＥＭＲ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ．Ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ＥＭＲ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｒ ｅ ｌｅ ｆ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｏ ｆ ｃ ｏ ｌ ａ ｏ ｒ ｒ ｏ ｃ ｋ ｉ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｓ ａ ｎ ｏ ｎ — ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｃ ｏ ａ ｌ ｏ ｒ ｒ ｏ ｃ ｋ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｓ ｒ ｏ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ ｂ ｕ ｒ ｓ ｔ ｉ ｎ Ｑ ｉ ａ ｎ ｑ ｉ ｕ ｃ ｏ ａ ｌ ｍ ｉ ｎ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ： ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｌ ａ
煤矿冲击地压综合防治
煤矿冲击地压综合防治摘要：煤炭是我国社会经济发展的重要资源，而在煤矿开采过程中则风险因素较多。
煤矿开采环境恶劣，在作业过程中往往会面临多方面的安全威胁。
为保障煤矿开采的顺利开展以及保障开采人员的人身安全，需要高度重视安全管理。
煤矿冲击低压综合方式便是安全管理的主要内容之一，要想保障防治效果，需要了解冲击地压产生的原因及影响，并采用更加有效的技术进行防治。
关键词：煤矿；开采作业；冲击地压；防治技术引言：冲击地压会对采矿作业面造成毁灭性的破坏，因此带来的损失和危害也会更加严重。
同时冲击地压在发生之前并没有显著的预兆，这使得冲击地压具有偶然性与突发性的特点，这给防治工作带来了更大的难度。
对煤矿冲击地压的综合防治，我们应认识到冲击地压产生的原因，在此基础上采取更加有效的防治技术，保障煤矿开采作业的安全性。
1煤矿冲击地压概述煤矿冲击地压属于一种特殊的矿山压力显现，是指采场周围煤岩体的力学平衡状态被破坏，进而会在瞬间释放大量的弹性变形能，进而造成突然并且猛烈的破坏，这种现象便是冲击地压。
煤矿冲击地压所显现的强度特征，通常为强冲击、弱冲击、矿震以及冲击波等，在冲击地压发生时，往往会伴随着巨响、气浪以及岩体抛出等现象，会给开采作业人员的安全造成严重的威胁。
冲击地压是十分严重的煤矿灾害，其危害性较高，需要给予高度的重视，采用先进的防治技术，保障煤矿开采的安全性。
2煤矿冲击地压产生的原因分析导致煤矿冲击地压的原因较多，但总体上讲主要分为内部原因和外部原因。
就内部原因而言，首先在于煤层具有冲击倾向性。
煤岩体的物理性质直接关乎着冲击地压的发生情况，如果煤岩体具有冲击倾向性，便很有可能产生煤矿冲击地压。
其次，煤矿冲击地压的发生与砾岩活动相关，砾岩是煤矿冲击地压的主动力源，是导致煤矿冲击地压的主要原因。
最后，煤矿冲击地压产生的内因还包括煤层原岩应力状态过于集中等。
就煤矿冲击地压产生的外部原因而言，也具有多方面因素，首先采矿作业面的深度是主要外因之一，如果才没作业面的深度较大，则会导致应力过于集中，因此很容易引发煤矿冲击地压。
新立煤矿冲击地压监测技术与方法
新立煤矿冲击地压监测技术与方法摘要：根据新立煤矿三水平91#煤层目前冲击地压监测的相关条件，建立多手段和多参量的冲击地压综合监测体系。
其中微震监测可以对全井田范围进行冲击地压动载荷的实时监测，而钻屑法和电磁辐射监测法可以针对圈定的重点危险区域进行监测，其中电磁辐射监测法操作简单、用时少、效率高，有利于生产现场冲击危险区域的有效监控。
另外，钻屑法也可以作为一种检验手段，对监测效果进行验证或者在当前系统的监测盲区进行人工监测。
关键词：微震监测；钻屑法；电磁辐射对冲击地压进行监测，必须弄清其发生的能量来源。
根据冲击启动理论，冲击地压启动的能量来源主要分为两类，即采动围岩远场系统外集中动载荷和近场系统内集中静载荷。
系统外集中动载荷包括了远场的或近场的厚硬岩层活动、采掘爆破等产生的冲击波，以采场大面积坚硬顶板断裂或上覆高位坚硬顶板断裂、底板断裂、井下爆破产生的瞬间压缩弹性能为主；系统内集中静载荷指采动影响产生应力场后，以顶底板断裂前产生的集中弯曲弹性能和采场围岩中的集中压缩弹性能为主。
通常情况下，冲击地压主要采用三种监测手段对诱发冲击地压的载荷来源进行分源监测：①微震监测系统来监测大范围的煤岩层断裂所产生的动载荷，监测范围可覆盖到整个井田区域，适用于区域大范围远场监测，实现长期危险趋势预测。
②地音系统来监测小范围巷道围岩的微破裂，监测范围可覆盖到采掘工作面超前或滞后150m范围，适用于关键区域精细化监测及预警。
③采动应力监测系统来实时监测巷道煤帮中产生的集中静载荷连续变化情况，不受人为因素影响。
根据新立煤矿现在具备的条件，选择微震监测、电磁辐射监测和钻屑法监测作为联合预警的三种监测手段，根据安全生产条件变化适时补充应力在线监测系统。
1微震监测法微震监测法就是采用微震网络进行现场实时监测，通过提供震源位置和发生时间来确定一个微震事件，并计算释放的能量；进而统计微震活动性的强弱和频率，并结合微震事件分布的位置判断潜在的矿山动力灾害活动（冲击地压）规律，通过识别矿山动力灾害活动规律（冲击地压）实现危险性评价和预警。
煤矿冲击地压产生原因及防治措施 董宇智
煤矿冲击地压产生原因及防治措施董宇智摘要：冲击地压是矿山压力显现的一种特殊形式，又称岩爆或煤炮，是地下采矿工程中最具威胁的动力灾害之一。
冲击地压不仅损坏支架和巷道，导致矿井不能维持正常生产，严重时会危及井下人员的生命安全。
因而系统的、深刻的对冲击地压进行研究具有重要的理论意义和实际意义。
关键词：煤矿冲击；地压；防治措施；1冲击地压具有以下明显的显现特征1）突发性。
没有明显的宏观前兆而突然发生，过程短暂（持续几秒到几十秒），难以事先准确确定发生时间、地点和强度。
2）瞬时震动性。
过程急剧而短暂，伴有巨大声响和强烈震动，重型设备被移动，人员被弹起摔倒，震动范围可达几千米甚至几十千米，地面有震感，但震动持续时间一般不超过几十秒。
3）巨大破坏性。
顶板可能瞬间明显下沉，但一般不冒落；底板可能突然开裂鼓起甚至接顶；常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎从煤壁抛出，堵塞巷道，损坏设备。
造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。
4）复杂性。
在自然地质条件上，除褐煤以外的各种煤种都记录到冲击现象，采深从200-1000m，地质构造从简单到复杂，煤层从薄到厚，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。
2对冲击地压产生的理论分析2.1强度理论早期的理论表示采场周围应力集中现象较严重，煤岩所承受的应力达到极限时，岩体突然被破坏即产生冲击地压。
近代理论则认为，高应力的突然变大或阻力突然减小会使煤体产生突然的运动破坏，煤体发生抛射，形成冲击地压。
所以，煤岩体的应力大于等于其系统强度是冲击地压发生的强度条件。
2.2能量理论能量理论认为矿体与围岩释放的大量能量是冲击地压所需要的能。
随着矿业活动的进行，整个系统的平衡遭到破坏时，冲击地压形成的条件是释放的能量大于消耗的能量。
2.3冲击倾向理论煤岩介质具有破坏的能力叫作冲击倾向。
冲击倾向需要用一些实验测量得到数据，这些数据反映出的冲击地压发生的可能度称为冲击倾向度。
耿村煤矿综放工作面冲击地压预测预报技术
４ １０ ７ ８ ０）
摘 要 ： 击 地压 对煤 矿 安 全 生 产构 成 很 大 威胁 ， 确 、 效 地 预 测 冲 击 地 压 能够 为 采取 相 应 的 防 治 措 施 提 供 冲 准 有
依 据 ， 且 可从 根 本 上 消 除 和 缓解 产 生 冲 击地 压 的先 决 条件 。在 １ １０回采 工 作 面采 取 了电 磁 辐 射 监 测 法 、 而 ３９
切 眼 １ ０ｍ 范 围 内 每 隔 １ 布 置 １个 测 点 ， 切 眼 ０ ０ｍ 距
Байду номын сангаас
１． ０ ２ｍ。该 工作 面采用 走 向长 壁 采煤 法 ， 综采 放 顶 煤工 艺 ， 一次采 全高 ， 落法控 制顶板 。 垮
２ 冲 击 地 压 监 测 手 段
目前 ，３ ９ １ １０工 作面采 用 电磁辐射 监 测法 、 钻屑 法、 矿压监 测法相 互 结合 的监测 手段 。电磁 辐射 监
测 数据异 常区域则 进 行二 次 电磁 辐射 监 测确 认 ， 如 果 排除电磁辐射 仪 受外 界环 境 干扰 情 况 下 ， 次监 二
测 数 据 仍 然 异 常 ， 即 采 取 钻 屑 法 进 行 效 检 。 钻 屑 立 监 测 ：３ ９ １ １０工 作 面 每 推 进 １ 在 回 风 巷 、 输 巷 ５ｍ 运 各 打 ３个 钻 屑 孔 进 行 钻 屑 监 测 ， 屑 孔 超 前 工 作 面 钻 ５ ６ 钻 屑 过 程 中将 监 测 数 据 进 行 记 录备 案 ， ０— ０ｍ， 用
作 面 采 用 走 向 长 壁 式 布 置 ， 输 巷 标 高 ＋ ６ ９ ６～ 运 ４ ．９ ＋ ４ ８２ ｍ， 风 巷 标 高 ＋ ５ ５ ２～ ＋ ９ ９ ６ｍ， ６ ． １ 回 ８ ．９ ９ ． ０ 地 面标高 ＋ ５ ６ ０～ ＋ ５ 工 作 面 切 眼 长 ２ ５ ｍ， 作 ６ ７ｍ， ０ 工 面走 向总 长 ｌ ３ ｌ煤 层 倾 角 ｌ 。 ４ 。 １ １０工 ６ｎ， ０ ０ ～ｌ 。 ３ ９ 作 面 采 深 ５ ０— １ 平 均 采 深 ５ ４ｍ， 厚 平 均 为 ５ ６ ０ｍ， ６ 煤
冲击地压防治技术
五、冲击地压发生的原因
原 因
自然的
技术的
组织管理的
较 大 的 原 岩 应 力
地 层 中 的 厚 岩 层
煤 岩 冲 击 倾 向 性
局 部 应 力 集 中
生 产 过 度 集 中
采 矿 地 质 因 素 限 制
防 治 措 施 的 限 制
煤 层 的 超 量 开 采
无 投 资 及 投 资 没 到 位
防 治 措 施 采 取 不 到 位
冲击地压综合防治技术
郑书贤
1
前言
在我国，最早发生冲击地压的是抚顺胜利矿，北京、 大同、北票、衮州、新汶、枣庄、徐州、华亭、阜新、 义煤以及抚顺都是冲击地压比较严重的集团公司。随着 采深的增加，冲击地压问题越来越突出，当回采深度达 到300m左右时，一般就会出现轻微的冲击地压。随着开 采深度的增加，冲击地压显现越来越频繁，冲击强度及 破坏程度也越来越大。据不完全统计，国有矿井有冲击 矿压危险矿井占20%以上，有冲击地压记录的矿井就有 150多处，最大一次发生在徐州矿务局三河尖煤矿，引 发地震震级4级，一次性破坏巷道500m。随开采向深部 转移，冲击地压问题将更加严重、更加突出、更为普遍。
6
二、冲击地压的危害 1、严重损坏巷道，瞬间使巷道断面收缩变小，损 坏支架，严重时使巷道顶底板合拢； 2、损坏设备，在冲击地压发生瞬间，使设备颠覆移 位、损坏变形； 3、摧毁通风设施，强大的冲击波会摧毁风门和掘 进工作面的风筒； 4、造成人员伤亡，人员大部分受撞击、冲击波和埋 没伤害。 5、可能引发瓦斯次生事故。2006年2月14日，阜新瓦 斯爆炸事故是由于冲击地压造成瞬间瓦斯大量涌出引 发的。
12
四、冲击地压分类 根据冲击显现强度，可分为四类： 1、弹射，单个碎块从高应力状态下的煤体上弹射 出来，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。 2、矿震，它是内部或深部的冲击地压，即深部的 煤或岩体发生破坏，但煤或岩石不向已采空间内抛出， 只有片帮或散落现象，有声响，产生煤尘。 3、弱冲击，煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性 不大，对支架、机器设备基本上没有损坏，围岩产生 震动伴有很大声响，产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有 大量瓦斯涌出。一般震级在2.2以下。 4、强冲击，部分煤和岩体急剧破坏，大量向已采 空间抛出，出现支架折损，设备移动和围岩震动伴有 巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波，一般震级在 13 2.3级以上。
冲击地压预测方法
冲击地压预测方法第一节概述冲击地压预测是防治工作的重要部分。
准确的预测对及时采取区域性防范措施和局部性解危措施十分重要。
冲击地压的预测包括时间、地点和规模。
它包括在实验室对煤层的力学性质和冲击倾向鉴别及在采掘过程中对冲击危险程度的鉴别。
所谓冲击危险是指发生冲击地压的可能性。
冲击危险程度是指发生冲击地压的规模。
预先查明矿区各矿井有冲击危险的煤层就可以制定合理的矿区规划和矿井设计，采用正确的开拓开采方式，从根本上消除或减缓冲击地压危害。
在有冲击地压危险的矿井进行采掘过程中的预测，可以指导人们在危险区及时采取治理措施，避免冲击地压危害。
因此，冲击地压预测工作可以分阶段进行，在煤田地质勘探阶段，利用钻孔岩芯进行力学试验，测定煤岩的冲击倾向性。
利用详查和精查勘探中的资料评价影响冲击地压的主要地质因素，包括埋藏深度、地质构造、顶底板，尤其是老顶的岩性及厚度、煤岩强度及变形特性等；在矿井建设阶段，利用井巷揭露出的煤层和岩层进行进一步的力学试验，评价煤岩层的冲击倾向和分析新获得地质资料，选择合理的开采方法和相应的防范措施；对于生产矿井，开采到一定深度（始发深度）后，应按照《冲击地压煤层安全开采暂行规定》进行管理。
由于冲击地压一般发生在采掘工作面及其附近地段，因此要在生产过程中进行经常性的冲击危险预测工作，以便及时地采取解危措施，保证安全生产。
冲击地压的预测是基于对冲击地压发生机理的认识。
目前冲击地压的预测都是围绕冲击地压发生的强度条件和能量条件进行的。
通过对煤岩体的应力水平和分布状态以及能量积蓄和释放等变化进行监测，在时空上判断煤岩体破坏形式、规模和释放能量的大小，并以此来进行冲击地压的预测。
一般情况下，冲击地压发生在采掘工作面的应力集中区。
应力集中产生于开采深度大（自重应力），岩体中存在地质构造应力，采掘空间周围应力集中，残留煤柱边缘区，断层和相邻采掘空间的附加应力等。
它的峰值越大，峰值位置距离煤壁越近，发生冲击地压的危险性越大。
电磁辐射技术在深部矿压预测中的应用
图 １为 ２ ０ ０ ６年 ２月 １ 日 ３ ３ ４ ２ ７回风 道 所 测 的
距工作 面距离， ｍ
图 １ ３３ ２７回 风道 ２０ ０６年 ２月 １ ４日测 点 电磁 辐 射 强度 曲线
图 ２为 ２ ０ ０ ６年 ２月 １ ７日 ３ ３ ２ ７回风 道 的数据 ， 可 以看 出 １ ６批 到 １ 所测 的数据 较大 。这说 明 在 ９批 没有 其他 因素影 响 的情 况 下 ， 几 批 数 据所 对 应 的 这
辜 ３ｒ ０
ｚ
蚕 １ ０ ｝ 莩 ０
ｌ ０
２ ０
３ ０
４ ０
５ ０
６ ０
７ ８ ０ ０
９ ０
矿井 但
西翼宽 缓 向斜 较 近 ， 煤层 产状 变化 明显 ， 小构 造较发
收 稿 日期 ： ０ ７— ２—０ ２ｏ ０ ８
・
作者简介：Ｆ （ ８ 一 ， 辽宁营口 中国 Ｆ Ｉ １ ２ ）男， ￣ ９ 人， 矿业大学（ 北京） 在读硕士， ０ 年毕业于黑龙江 ２４ ０ 科技学院。
１・
维普资讯
２０ 年第 ２ ０７ 期
中州 煤 炭
总第 １６ ４ 期
测 点范 围内应力较 大 ， 能是 应力集 中区 ， 可 应该 加强
数据 ， 图 １可 以 看 出从 工 作 面 到距 工作 面 １ ０ｉ 从 ０ ｒ ｌ 的范围 内数据 均 比较 小 。若 测 试方 法 正 确 ， 个 范 这 围在 ２月 １ 日应 力较 小 ， 该无 危险 。 ４ 应
煤矿冲击地压预测预报制度
煤矿冲击地压预测预报制度一、预测方法采用微震法、电磁辐射法和钻屑法相结合，并通过常规矿压观测掌握顶板动态和来压情况的综合方法，对采掘工作面的冲击危险性和危险程度进行预测预报。
1、矿压观测①在工作面上、中、下部各布置一测线，安装可采集式数字压力计，每班对支柱的初撑力和工作阻力进行观测，可连续储存7天数据，重点做好工作面初次来压、周期来压的预测预报。
②定期对监测数据进行处理分析，掌握顶板动态。
2、电磁辐射观测①采用KBD5电磁辐射仪对具有冲击倾向的区域进行监测。
②对监测点其幅值相对值超过临界值、脉冲数增加1倍及以上的区域，查明该区域的范围并分析该区域冲击矿压的危险性，如已处于临界状态，必须及时通知矿调度室和施工单位并立即组织采取爆破卸压措施。
3、钻屑法检测①在工作面外边压力正常的煤层中打眼，直径42mm，深度10m，间距3～5m，钻孔平行于煤层倾斜方向，高度距底板1.2m，记录其每孔每米煤粉量，然后用加权平均法对其进行处理，作为标准煤粉量 (正常值)，根据标准煤粉量计算出临界值。
②在煤壁距上下出口20m处各打一钻屑监测孔，工作面两道距煤壁20m、60m处上、下帮各打一钻屑监测孔，钻孔要求同①，记录其每孔每米煤粉量，然后和临界值进行比较。
③如超过临界值或打钻过程中出现卡钻、吸钻、煤炮等现象，则表明该区域已具有冲击危险性，必须及时通知矿调度室和施工单位并采用爆破松动法对其进行超前卸压。
4、微震法记录冲击矿压发生及卸压爆破时释放能量，分析震动发生的趋势及震动能量变化的趋势，对冲击矿压的危险程度进行预测。
二、要求：1、防冲科必须对每天的各项监测数据进行整理分析，并上报矿分管领导审阅。
2、所有采掘单位必须给防冲科的各项监测工作提供有利条件，不得阻碍或干扰。
3、各采掘单位接到有冲击矿压危险的通知后，必须立即撤出该区域内的所有工作人员到安全地点。
4、本制度从2011年5月1日起实施。
电磁法勘探在地质灾害预警中的应用
电磁法勘探在地质灾害预警中的应用地质灾害是一种对人类生活和财产安全构成威胁的自然灾害，包括地震、滑坡、泥石流等。
地质灾害的发生会给社会带来巨大的经济损失和人员伤亡，因此对地质灾害的预警和监测非常重要。
电磁法勘探是一种通过测量地下电磁场来获取地下信息的方法，其应用在地质灾害预警中具有重要的意义。
一、电磁法勘探技术概述电磁法勘探是一种非破坏性的地球物理勘探方法，通过测量地下电磁场的强度和变化来获取地下结构信息。
该方法主要包括地电法、磁法和电磁法等技术手段。
地电法通过测量地下电阻率的变化来判断地下构造和含水层的分布情况。
磁法通过测量地磁场的变化来获取地下磁性物质的分布情况。
电磁法则是利用电磁场的感应效应测量地下电磁场的变化，从而揭示地下岩石、矿体和水体等特征。
二、电磁法勘探在地震预警中的应用地震是地球上较为常见的地质灾害之一，传统的地震预警方法主要基于地震波的传播速度和震源位置的判断。
电磁法勘探在地震预警中的应用主要是通过对地下电磁场的连续监测，来判断地下断层活动的变化情况。
地震前，地下断层活动会引起地壳的应力积累，这会导致地下岩石的电磁特性发生变化。
因此，通过对地下电磁场的监测和分析，可以提供地震前兆的信息，从而实现地震预警的目的。
三、电磁法勘探在滑坡预警中的应用滑坡是地质灾害中常见的一种，其发生往往与地下水位的改变有关。
通过电磁法勘探，可以实时监测地下水位的变化情况。
当地下水位发生异常波动时，说明地下水涌入或排泄情况发生改变，这可能是滑坡发生的前兆。
通过持续监测地下水位的变化，可以提前警示滑坡的发生，为相关人员采取应对措施提供时间和预留空间。
四、电磁法勘探在泥石流预警中的应用泥石流预警对于减少人员伤亡和财产损失具有重要的意义。
电磁法勘探在泥石流预警中的应用主要是通过对地下水位和土壤含水率的监测，来判断泥石流的潜在风险。
当地下水位和土壤含水率超过一定阈值时，说明地下水饱和度增加，土壤变得不稳定，从而增加了泥石流发生的可能性。
回采巷道冲击地压预测与解危研究
作， 出现 危险 时 应 积 极 组 织 人 员撤 离 。 进 入 作 业 区 域 首先 要 对 支护 情 况 进 行 检查 ， 及时 处 理 存 在 的 问题 ， 可靠 支 护下 在
４冲击地压防护措施
东 滩 煤 矿 要 求 将 冲 击 地 压 防 护措 施 作 为 采 掘 作 业 规 程 主要 安 全 技 术 措 施 之 一 ， 主要内容如 下。 进行 防治冲击地 压基本知 识教育 ， 熟 悉 冲 击地 压 发生 的原 因 、 条件 、 兆等 基 础 前 知 识 以 及 需 要 采 取 的 防治 措 施 。 于 特定 对 的 作 业 地 点 ， 真 学 习执 行 作 业 规 程 及 相 认
２ ３采 用 电磁 辐射检 测 随 回 采 巷 道 的掘 进 或 在 采 煤 工 作 面 推 进前 方 ， 据 区域 危 险 性程 度 ， 隔 一定 的 依 每 距 离 设 一组 检 测 点 ， 测 两 帮 及 掘 进 迎 头 检 煤 壁 。一般 对 预 测 的 冲击 地 压 危 险 区每 隔 ｌ ｍ设 ～ 组 检测 点 。 ０ 检 测 时 使 用 ＫＢ 矿 用 本 安 型 电 磁 辐 Ｄ５ 射仪 进 行 检 测 。 据 厂 家 出具 的 电 磁 辐 射 根 调 试 报 告 的 建 议 ， 合 该 检 测 点 的 实 际 情 结 况， 测试 机 器 的放 大 倍 数 定为 ５ ０ ， ０ ０ 门槛 值 ３ 强 度 报警 值 以 几 次检 测 平 均值 的 １． 倍 ０， ３ 确 定 。 出现 下 列 情 况 之 一 的 区域 具 有 发 当 生 动 力 灾 害 的 危 险 性 ： 电磁 辐 射 强 度 极 当 大 值 或 脉 冲数 值超 过 临 界 值 时 ； 磁 辐射 电 脉 冲 数 或 强度 指标 具 有 明 显 的 增 强 趋 势 ； 电磁 辐 射 强度 或脉 冲 数 值 明 显 有 大 变 小 ， 但一段时间后又突然增大。 ２ 冲击地压的预测方法 ２ 其他监 测方法 ４ ２． 冲击 危险 性区域 分析 预测 １ 配合钻 屑法检测 和电磁辐射 检测 ， 东 认 真分 析 回采 巷 道 所 处 位 置 及 附 近 的 断层情况 、 褶皱 构造 情 况 、 柱 分 布 情 况 ， 滩 煤矿 还采 用 了巷 道 断面 收 敛 观 测 和信 号 煤 了 解 周 边 巷 道 布 置 和 采 煤 工 作面 、 采空 区 点 柱 监 测 。 巷 道 断 面 收 敛 观 测 。 道 断 面 收 敛 主 巷 分布 ， 清集 中应 力 、 动 影 响 的范 围及程 搞 采 度 ， 合 多年 来 的 经验 ， 断 巷 道所 在 位 置 要 是 指 两 帮 移 近 量 和 顶 底板 移 近 量 。 结 判 当巷 冲 击地 压 的 危 险 程 度 ， 为今 后 检 测 防 治 道 断 面 收 敛 量 突 然 增 大 时 ， 能 会 有 冲 击 作 可
浅谈煤矿冲击矿压的主要预测手段
２０ 年第５ ０８ 期
总第８ 期 ６
鼷喝
臼 圆围建目羽
司 光 耀
国
中国 矿 业 大学 矿 业 工程 学 院
摘 要 随着近年来我 国矿井深度 的逐年加 深， 各种煤 岩地 质灾害也 日益严重 ， 中冲 击矿压 因其发 其 生突然， 破坏性极大， 严重威胁煤矿生 产安全。如何准确预测冲击矿压对煤矿安全 生产有着 重黑 的现 实意 义 。 本 文 主要 介 绍 了现 行 的 几种 较 为 成 功 的 ） 中击矿 压 预 测 手 段 ， 中详 细 介 绍 了钻 屑 法 ， 其 徽饔 法 ， 电磁 辐 射 法三 种 常见 的 方 法 ， 对预 测 冲 击 矿压 有 较 大 的指 导 意 义。 关键词 冲击矿压 钻屑法 微震法 电磁辐射法
一
ｄｔ
－
３ ・ ３
煤矿 现 代化
２０ 年第５ ０８ 期
总第８ 期 ６
５ ％以 卜， ０ 或者 打钻 过程中出现卡钻 、 钻 、 Ｉ 及 Ｊ 异响 等现 象 ， 则表
采掘工作而煤体失去咏有的应力半衡 ， 处于不 稳定状态。煤肇
明该区域 已具有 冲击危险性 ，必须 即采 用 冲击危险解危措
Ｋ 煤体（ ） — 围岩 的冲击 倾 向 度指 标 ； Ｋ一 试验（ ． 一 实测 ） 确定的冲击倾向度界限值 ；
由以上三式 可以看 出 ， 强度准则是 煤 、 体的破坏 准则 ； 岩 后两个是突然破坏准则 。因此有些学者认为可 以把两者视为 必要条件与充分条件，即当三个 准则同时满足时才能发生冲
到一定深度后 ， 钻孔周围将 逐步过渡到极限应力状态 。钻孔过
力、 煤体与围岩交界处的应力 和其 他条件（ 如瓦斯 、 水和温 度
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 ：Ｄ ２ Ｔ ３４ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ —７ ８ ２ １ ）７ ０２ — ２ １ ５ ２ ９ 【０ １ ０ ． ０ ０ ０ ０
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 ２ ０ ０ ９年 ７月 １ ３日 １ ８时 ３ ０分 综三 上
巷 一 ５ 十 层右 轨 道 巷 受 深 部 地压 影 响 ， 帮 突 ４ ０ｍ 顶
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｔｏ ａ ｎ ｔｃ Ｒａ ｉ ｔｏ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ｐ ｉ ｔｏ ｆＥｌｃｒ ｍ ｇ ｅ ｄ ａ ｎ Ｍ ｎ ｔ ｒｎ ｃ ｉ ｉ
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｎａ ａ ｉ ｅ Ｒｏ ｋ — ｂ ｒ ｔＰｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ Ｘｉ ｎ Ｃｏ ｌＭ ｎ ｃ — ｕ ｓ ｅ ｉ ｔ ｏ
Ｐ Ｗ ｅ ｌｎ Ｌ Ｕ Ｈｏ ｇ－ｕ ｎ Ｕ ｎ－ ｇ， Ｉ ｎ ｑ ａ ｏ
（ ． ａ ｔ Ｅ ｇｎｅ ｎ ｓｔｔ ｏ ｅ ｏｇｉｎ 如 １Ｓｆ ｙ ｎ ｉ ｒ ｇＩ ｔｕ ｅ ｅ ｉ ｎ ｉ ｅｆＨ ｉ ｎｊ ｇ ｌ ａ ｅ
ｏ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈｏｏｙＨ ｒｉ １０２ ，ｈｎ ｆＳｉ ｃ ｄＴｃｎ ｌ ， ａｂ ｅ ａ ｇ ｎ ５０ ７ Ｃ ｉ ａ；
电磁辐射技术在城山煤矿防冲击地压中的应用
图１
２ 观 测 方 式
使用 Ｋ Ｂ Ｄ ５ 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 ５ Ｏ米每隔 １ ０米布 置一个测点 ， ５ ０米之后每隔 ２ ０米布置一个测点。下巷下 出口 １ ０ ０ 米 内每 １ ０ 米一个测点 ， １ ０ ０米以外每 ２ ０米布置一个测点 （ 测 ５个点 ） ， 共 ｌ ５ 个测点 。上巷上 出口 １ ０ ０米 内每 １ ０米一个测点 ， １ ０ ０ 米 以外每 ２ ０ 米布置一个测点 （ 测 ５个点） ， 共 １ ５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 ５ ０ 。２ ． ２ ． ２检查 天线输 出线两端头间的电阻 成 ， 距顶板 １ ０ ． １ ２米处有一层厚为 ０ ． ２ ３ 米 的煤层 ， １ ０ ． １ ２ 米一 １ ９ ． ０ ５米 １ ９ ． ０ ５ 米—３ １ ． ６ ５ 米 由砂岩形成了稳定层 。东一 ３ Ｂ 样层 是否在 １ ． ２ ～ ２ ． ９ １ 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 １ １ Ｖ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 ３ Ｂ ＃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 ２ ０ 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 ． ２ ｍｙ ， 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 ． ４ ｍ ｙ ， 强度值均小于 １ ５ ｍ ｙ ， 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 ３ Ｂ ＃层 右三面 １ ４ ５队采煤工 作面对该面上 巷采取 进行监测。 ２ ． ２ ． ６ 每天观察 Ｋ Ｂ Ｄ ７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 １ ０ ０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Ｐ Ｃ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（ ｔ １ 、 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 Ｋ Ｂ Ｄ ５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 ４ ２ — ４ ５米 ， 周期来压 步距为 ４ ０ — ４ ５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 ３ Ｂ ＃层右三面上巷标 高 采空区顶板 冒落等煤岩动力现象。 ６ ３ ４ ， 底 板为砂 岩 ， 顶板与 ３ Ｃ煤 间距 为 １ ． ６ ６米 ， 由砂 岩 、 砂 页岩 组
冲击地压防治措施
冲击地压预防措施冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围岩体的能量突然释放。
在井巷中发生的爆炸事故。
动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏、支架与设备、人员伤亡，部分巷道跨落破坏等。
冲击地压具有突发性、发生条件复杂性的特点。
新城煤矿开采至今无冲击地压现象发生，但根据临矿（城山煤矿）以前25#煤层发生过冲击地压现象及我矿部分采区开采深度已经达到-580水平，矿井开采深度的增加，矿山压力显现日趋明显，为做好矿井冲击地压预测和预防工作，防止冲击地压危害，确保矿井安全生产，依据《煤矿安全规程》和有关规定及法律法规，特制定以下防范措施如下：一、管理机构组长：王连军副组长：杨庆胜谢学文沈广东王杰黄万胜金邵柱成员：生产科机电科地测科安监处供应科运输区通风区调度室二、抢险准备工作1、全矿各单位人员、工种，必须熟知矿井冲击地压灾害基本知识，掌握冲击地压发生的机理、预兆、影响因素及危害，以便及时采取相应的救援措施。
2、根据矿井冲击地压事故的特点，必须提前准备好各类技术装备，以便抢险救灾工作的需要。
（液压起重器、大绳、矿工斧、镐、刀锯、两用锹、担架、检测仪器、苏生器、生命探测仪等）3、生产科负责编制并贯彻落实施工措施，确保抢险施工安全进行。
4、机电科负责抢险期间机电设备及供电系统的安装使用，并在事故发生第一时间，停止矿井生产电源。
5、地测科负责了解事故现场情况，分析判断事故严重程度、波及范围及存在的威胁。
6、安监处负责现场监督抢险过程的安全情况，杜绝二次事故的发生。
7、供应科负责准备抢险期间需要的所有工具并保证其安全质量。
8、运输区负责各类材料、工具、空重车皮的运输，确保各类材料、工具、车皮及时到达作业地点。
9、通风区负责通风系统的巡查、调风、风机安设等工作，确保井下无串联风、微风、无风等现象。
10、调度室负责联系组织各单位抢险工作，并在事故发生的第一时间，通知矿井所有人员进入新鲜风流中躲避。
三、技术管理1、要对各开采煤层进行煤层冲击倾向性鉴定，并认真做好待采区段冲击地压危险性评价。
冲击矿压危险预测的电磁辐射原理
2. 1 冲击矿压发生过程 任何动力现象都有其孕育 、发生 、发展和结束的
过程 ,冲击矿压也不例外. 失稳理论认为 ,煤岩变形 系统平衡状态的稳定性质是冲击矿压发生与否的先 决条件[7] . 采掘造成应力集中 ,部分煤岩体进入极限 强度 ,表现出应变软化性质 ,而其周围煤岩体因尚未 进入极限强度 ,从而不具有应变软件性质. 这就导致 原来的煤岩系统变成由两种不同性质介质组成的新 系统. 当系统处于非稳定状态时 ,在外界扰动下将发 生失稳破坏. 当失稳过程中系统释放的能量大于消 耗的能量时 ,多余的能量转化为动能而引起冲击矿 压. 2. 2 煤岩变形破坏的电磁辐射机理
(脉冲数) 也产生相应的增量. 如果 N 表示这些事件
的总和 , 即在 t2 > t1 时刻
∑ D ( t2 ) - D ( t1 ) = ΔDi = C ·N
(1)
当Δt →0 时有
Monitoring rock burst by electromagnetic emission
DOU Lin2ming , H E Xue2qiu
( S chool of ener g y an d saf et y en gi neeri ng , Chi na Uni versit y of M i ni n g and Technolog y , X uz hou 221008 , Chi na)
mail :lmdou @cumt . edu. cn)
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428
地 球 物 理 学 进 展
ИЭМИ-1电磁辐射仪在煤矿冲击地压预测中的应用
纪学忠 李 吉林
（ 新 铖业 矿 山设 备 有 限公 司 ， 宁 阜新 １ ３ ０ 阜 辽 ２ ０ ０）
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 ９Ｍ Ｍ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 ， ０ ５ ，４ ，３ ，２ ，１ 米 处各布 置一个测 点 。测 点编 ０ ０ ０ ０ ０ 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 ， ０ ０ ３ ０，４ ０，５ 米 处 各 布 置 一 个 测 点 。 测 点 编 号 依 ０ 次为 ７ ，８ ，９ １ ， １ 。测 试 时 天 线 朝 向工 作 面 ， ０ １ 煤壁。 第 三 ， 上 壁 工作 面 ： 自下 向上 方 向 １ ，２ ， ０ ０ ３ ，４ 米 处各布 置一个 测点 。测点编 号依 次为 １ ， ０ ０ ２ １ ， １ 、１ 。测试 时天线朝 向工作面煤壁 。 ３ ４ ５
第 四 ， 上顺 槽 ： 自工 作 面 煤 壁 向外 １ ，２ ， ０ ０
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
６ ｏ 中 高 ＃ 业 ２ １ ． ２ 阖 新技 企 ０ ０ ２６
变压器油色谱在线监测系统应用中存： 在的问题
电磁辐射在煤矿冲击地压监测中的应用
ＳＩ Ｌ＿ Ｃ ０ Ｎ ＶＡＬＬＥＹ
画
电磁辐射在煤矿冲击地压监测中的应用
孟德 龙 （ 国投 大 同能 源有 限责 任公 司 ， 山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ １ ）
摘 要 随着我 国矿井开采深度加深 ， 煤岩动力 灾害越来越严重 ， 严重威胁井下工人安全影响煤矿的经济效益。文章 通过介绍电磁辐射预测法的基本原理 ， 介绍 了电磁 辐射法在预 防煤与瓦斯突出、冲击矿压中的应用 ， 体现了它的有效 性 和相 对传 统 方法 高的 准确性 。 关 键词 电磁 辐射 ； 煤岩 动 力 灾害 ； 煤 与 瓦斯 突出 ； 冲击地 压 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ２ ４ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ３ ）２ 卜０ ０ ８ ３ － ０ ２
首 先符 合煤 矿 自动化 发 展 的方 向 ， 它 不 需要 打 钻等 一 系 列 费 时 费 力 的强 体 力 劳 动 ， 在 一 定 程 度 上 解 放 了 生 产 力 ，节 省 财力 。 再者 ， 与传统 的方 法 相 比 电磁辐 射 （ Ｅ Ｍ Ｓ ）预 测 突出 的系 统 为 非 接 触 式 的 ，能够 克服 煤 岩 体 在 空 间分 布 不 均、 时 间上 不稳 定等 因 素 的影 响 ， 在 不额 外 扰 动 煤岩 状 态 的 前提 下 ， 不 占用较 多人力 实 现大 区域动 态连 续 实时 的监测 ； 而且 ， 相对 传 统 的监测 方 法 ，电磁 辐 射 （ Ｅ Ｍ Ｅ ）法 可 以使用 远程控制系统 ： Ｅ Ｍ Ｅ方 法反 应 灵敏 ， 即使 煤 体 发 生 缓 慢 的 变化 也 会 有 信 号显 示 ， 其 监测 到 的 井 下各 区域 电磁 辐 射 强度 和 脉． 冲 能够 综 合 反应 煤 岩 的变 形 破裂 情 形 ， 现 代 系 统 结合 Ｐ Ｌ Ｃ显 示器
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（ 中煤邯郸设计工程有 限责任公 司， 河北
摘
邯郸
０６３ ） ５０ １
要 ： 验 研 究表 明 ， 岩 在 冲 击破 裂过 程 中 ， 缝 的形 成 和 颗 粒 的摩 擦 会 产 生 电磁 辐 射 ， 岩 体 所 受的 应 力 试 煤 裂 煤
越 高、 变形 破 裂越 强烈 ， 电磁 辐 射 信 号 越 强 。在 冲 击地 压 发 生前 ， 煤岩 电磁 辐 射 将 有 较 大 幅度 增 加 ， 通过 捕 捉 电磁 辐 射
施 预 防措 施 ， 样 做 减 少 了检 测 工 作 量 ， 高 了 检 这 提
破， 应力 重 新分 配 ， 围岩体 向新 的应 力状 态 转 化 ， 转
收 稿 日期 ：００ ０ — ９ ２ ｌ— ６ ２
测 结果 的准 确度 。煤体 冲击 危 险性 电磁 辐射 临界值
作者简 介 ： 宋
冈 （９ ２ ）男 ， ０ １８ 一 ， 吉林 通化人 ， 大学本科 ， 理工程师 ， 助 从事矿山工程设 计研究 。
射现象。电磁辐射是煤等非均质材料受到载荷作用 发生变形和破坏 的结果 ， 是由于煤体各部分的非均
匀变 形 引起 的 电荷 迁 移 和裂 纹扩 展 过程 中 ， 成 的 形
２ 电磁 辐 射 法 预 测 冲 击 地 压 的 目的
电磁辐射法监测煤体不同位置辐射值 ， 记录并
制 定 同一 测 点 不 同时 间 电磁 辐 射 值 的变 化 趋 势 曲 线 ，参 照 钻 屑法 检 测煤 体 冲击 危 险 测 定统 计 表 ， 通 过 计算 确 定 电磁 辐 射 临界 值 指数 ， 将该 临界值 指数 做 为该矿 区煤体 冲击 危 险程度 预报 指数 。当煤 体 区
工作实 际情况 进行 调整 。
３ 电磁辐 射 法 的现 场 应用
６ ７
山西煤炭 Ｓ ＨＡＮ ＯＡ Ｘｉ Ｃ Ｌ
第３ 卷 ０
第９ 期
会 因不 同矿 区 、 同煤 体而 不 同。例如 ： 不 吉林通 化局
松 树 矿 电磁 辐 射 临界值 初 定 为 １５ 道清 矿 为 １７ ９， ５，
辽宁阜新局各矿电磁辐射临界值定为 １０ ５ 之 ２ ～１０ 间。电磁辐射临界值初定值 ， 往往根据本矿 区后期
掘 进 或 回采 过 程 中 ， 围岩 原 有 应 力 状 态 被 打
域 电磁辐射值小 于临界值指数时 ， 该煤 体区域视为
无 冲击 地压 危 险 区域 （ 全 区域 ） 安 。当煤 体 区域 电磁
辐射值大于临界值指数时 ， 该煤体区域视为有冲击 地压危 险区域 ， 对危险区域再进行钻屑法检测或实
带电粒子产生变速运动而形成的。煤体 中应力集 中
程度 越 高 ， 形 破 坏 过 程 越 强 烈 ， 变 电磁 辐 射 信 号 越 强 。电磁辐射 信 息综 合反 映 了冲击 地压 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 形破 裂 强 度 ， 冲数 主要 反 映 了煤 岩 体 变形 及 脉 微破裂 的频次 。电磁 辐射 强度 和脉 冲数 随着 载荷 的 增大 而增 强 ， 随着加 载及 变形 速率 的增 加 而增 强 。
化期 间煤体 必 然 要发 生 变 形或 破 裂 ， 而 引起 电磁 从 辐射 。采掘 活 动 造成 煤 层 中应 力 场 的非 均 匀 性 ， 从
低应力区到高 应力区 ， 煤体变形不 同 ， 裂纹扩展程
度 不 同 ， 以 电磁辐 射 信 号 的强度 也 就 不 同 。在 高 所 应力 集 中区应 力 达到 最 大 值 ，电磁辐 射 信 号最 强 。
值、 脉冲数数据 ， 取其平均值的 倍作为临界值。
值一 般取 为 １ ． ．。 ４～１５ ２ ）偏 差 方 法 就 是 分 析 电 磁 辐 射 的变 化 规 律 ，
分析当班的数据与平均值的差值 ， 根据差值和前一
班 数据 的大 小 ， 冲击 矿 压危 险进 行预 ｝预报 。 对 贝 ０
第３ 卷 第９ Ｏ 期 ２ 年９ ０１ ０ 月
ＶＯＩ ３ Ｎｏ． ．０ ９
山西 煤 炭 ＳＨ ＸＩ ＡＮ ＣＯＡＬ
Ｓｅｐ． ２０１ ０
文章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （０ ０ ０ — ０ ７ ０ １７ — ０ ０ ２ １ ）９ ０ ６ — ３
电磁 辐射法在冲 击地压预测 中 的应 用
监 测法 等 ， 文 主要 介 绍 电磁 辐 射法 在 冲击 地 压 预 本
测 中的应用 。
较 小 的地 方 观测 １ 班 的 电磁 辐 射值 、幅值 平 均 ０个
１ 电磁 辐 射 法 的原 理
电磁 辐 射 监 测 法 根据 煤 岩 流 变 破 坏 电 磁 辐 射 特性及 规 律 ，利 用煤 岩 流 变破 坏 电磁辐 射 特性 ， 监 测煤 岩 流 变 破 坏 过 程 及 非 接 触 式 预测 冲 击 地 压 的 方法 。研 究 表 明 ， 岩 变 形破 坏 时将 会 产 生 电磁 辐 煤
能 量 来 确 定预 测 冲 击 矿 压 危 险 的 临界 指 标 ： 关键词 ： 击地压； 冲 电磁 辐 射 法 ； 临界 指 标
中 图分 类 号 ：Ｄ ２ ：Ｄ ２ ． Ｔ ３４Ｔ ３６ １ ＋
文献标识码 ： Ａ
煤 矿 冲击 地 压是 指 矿 井开 采 过程 中 ， 巷 或采 井 场 周 围岩 体在 力 学平 衡 状 态破 坏 时 ， 由于 弹性 变形 能 突然 释 放 而产 生 的 急剧 、 烈 的动 力 现象 。随着 猛 我 国矿 井 开 采深 度 的不 断 增加 ， 发生 冲击地 压 的危
险性将逐 步加大… 对 冲击地压 的预测显得尤 为重 ， 要 。 目前 ， 冲击地压的预测方法有 ： 围岩变形监测
法 、 屑法 、 钻 电磁 辐射 法 、 质 动 力 区 划 法 、 地 微地 震
电磁辐射预测预报冲击危险有两种方法 ： 临界值法
和偏 差方 法 。 １ ）临 界值 法 是在 没 有 冲击矿 压 危 险 ，压 力 比