电磁辐射法在冲击地压预测中的应用
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宋 刚 ， 张 舒
（ 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
（ 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