声发射敏感指标及临界值预测回采面突出危险性.pdf

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1、2014年第39卷第2期能源技术与管理VoL39No．2EnergyTechnologyandManagement37doi：10．39690．issn．1672-9943．2014．02．014声发射敏感指标及临界值预测回采面突出危险性王晓，杨国强，任培良(河南能源义煤公司新安煤矿，河南洛阳471800)[摘要]为了考察声发射的敏感指标和临界值，通过临界初值的确定和效果考察及验证两个阶段的敏感指标临界值的考察，跟踪工作面约118m，采集声发射信号300余个，测得当振铃计数Ⅳ8≥200个或能量值≥500mv时，工作面有突出危险；当振铃计数N8<200个且能量值E

2、s<500mV时，工作面无突出危险，为工作面的突出危险性进行了有效的预测。[关键词]声发射；波导传感器；敏感指标；临界值[中图分类号]TD76[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2014)o203730引言煤与瓦斯突出动力灾害主要是瓦斯、地应力和煤的物理力学性质三因素综合作用的结果。但煤与瓦斯突出多发生于地质构造处，尤其是断层处n]。现行常规的突出预测指标及方法主要为接触式、点(时间上基本为静态，空间上基本为一点或一线)预测。接触式点预测方法的准确性较难把图1工作面声发射监测方案示意图握，操作较为复杂，预测指标值偏低。因此，由静态1．2波导传感器的安

3、装工艺的点预测向动态连续预测是深部矿井动力灾害预AE传感器安装效果的好坏直接影响着传感测技术的发展趋势[。器接收AE信号的能力和噪音的阻隔效果。AE传声发射预测技术(AE)能够实现非接触、小范感器的安装工艺主要包括AE传感器的合理安装围区域性、实时连续且准确有效地对采掘工作面方式、安装钻孔的合理参数选择和传感器的合理前方突出危险性进行预测预报_3]，而确定声发射布置。传感器的合理安装方式要求满足以下3个的敏感指标和临界值成为提高预测预报准确性和条件：传感器与煤岩体之间必须耦合良好；传感器科学性的关键。预测预报的结果是确定有效治理应便于安装和回收；传感器应具有较好

4、的防尘、防瓦斯措施的前提。水功能。从阻噪和隔噪效果出发，传感器应该直接耦1声发射方案布置及波导传感器的安装合在钻孔孔底为好，但孔底安装时传感器面临回工艺收困难以及安装参数等问题。煤科总院重庆研究1．1声发射方案布置院研究发现，波导器的安装方式可以用来代替孔工作面声发射试验方案如图1所示。在回采底传感器安装，而且具有接收信号能力强、抗干工作面两顺槽前方离工作面20m的位置处安装扰，安装简单、易行、快速，传感器加工简单、拆卸声发射传感器，利用AEF一3声发射仪器对信号进方便等优点。因此，本次试验采用波导器的安装方行处理存储。随着工作面的向前推进，向后移动声式进行声发

5、射传感器安装，如图2所示。波导器一发射传感器，每10m作为一个大的监测循环周端与传感器连接，孔口前方用木楔进行固定，传感期，对传感器所接收到工作面回采期间的声发射器部分安装保护胶套；另一端插入孔底。为提高信号进行信号参数提取分析，并与工作面的日常AE信号接收效果，保证波导器与煤岩体的良好耦预测校检指标、工作面应力运移、异常动力现象等合，孔底用锚固剂或水泥砂浆加膨胀剂固定。因进行相关性分析。此，现场施工安装时，先在工作面煤层中施工安装2014年4月38王晓，等声发射敏感指标及临界值预测回采面突出危险陛Feb．，2014孑L，将搅拌均匀的砂浆水泥或锚固剂用专用装置出

6、危险和非突出危险的指标，否则即为不敏感。送人孔底，然后将波导器(已经穿人胶管等软性材对于一个敏感指标而言，希望存在一个理想料)插人孔底并捣实，木楔契人钻孔口，安装传感的临界值，超过该值基本上会发生突出，否则就不器后将传感器保护套筒装入钻：~LTL口的扩孑L段，突出。但是，实际情况并不是这样，突出危险陆是并加以固定。一个概率，一般随着指标测定值的增高，发生突出的概率会增大。所以理想的临界值并不存在，存在的实际上是一个临界范围。当测定值小于此范围时没有突出危险，一般不突出，高于此范围时大多都会发生突出，而在此范围内时，可能发生突出，也可能不发生突出。一般情况下，当测

7、定值大于临1．传感器套筒；2．传感器；3．木楔；4．波导器；5．波导器套管；6．钻孔；界值时发生突出的可能性为50％～60％，而小于该7．水泥砂浆或锚固剂值时不突出的可能性为95％～100％。图2波导器传感器安装方式11011综采面轨道顺槽监测期间声发射特征2声发射信号指标敏感性分析及临界值参数指标统计综合信息如图3所示。图3中分别初值的确定反映了声发射指标与异常动力现象(工作面冒顶、瓦斯超限等)、常规预测指标、周期来压、动力灾害突出预测敏感指标是指针对某一矿井或煤层区域划分等的关系。进行突出危险性预测时能够较为明显地区分出突21⋯l弼洲超标26．1rr1．．2

8、4．jm．17．5{：、