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                深部沖擊地壓智能防控方法與發展路徑

                發表時間:2019/11/12   來源:《防護工程》2019年13期   作者:喬沖沖 王洪興 趙凱凱
                [導讀] 近些年,我國的煤礦開采發展▂非常快速,為了解決沖擊地壓威脅深部智能開采與防控人員安全問題,提出了深部沖々擊地壓智能防控方法。
                喬沖沖  王洪興  趙凱凱
                        山東東山王樓煤礦有限公司  山東濟寧  272063
                        摘要:近些年,我國的煤礦開采發展非僵屍常快速,為了解決沖擊地壓威脅深部智能開采與防控人員安全問題,提出了深部沖擊地壓智能↓防控方法。基於基礎靜載荷▓▓誘發沖擊地壓啟動的關鍵作用,指出深部沖擊地壓智能防控的理論基礎是自動探測采掘空間內圍巖基◥◥礎靜載荷,並實現智能化、精準化降低其集中程度,以提高後期☉獲取增量靜載荷、動載荷的門檻,從而達到沖擊地壓防控目的。提出了未來深部沖擊地壓智能防控研究淡灰sè發展路徑◥◥:沖擊地壓災害多源信息主動調度理論與方法,多源信息融合的防災治災方案專家庫,高速交互智慧機器人與信息化裝備,沖擊地壓災害智能治理與復合災害自適應︼技術,重大災害防控效能自評價技術。
                        關鍵詞:深部開采;智能開采;深部沖擊地壓;智能防控;基礎靜載荷;地震波CT成像
                       
                       
                        引言
                        近些年,伴隨煤礦生產由淺層開采逐漸進入深部開采,井下回采中作業面頂板應力集中現象越發顯著,覆巖垂直應力∩持續增加,覆巖巖體破碎性增強,回采面遭受沖擊地壓的頻率及強度均大幅↙提升。對沖擊地壓的有效防治這些幫眾個個精神飽滿成為關系到礦井現代◢生產持續開展的關鍵要素。因此,充分結合以往礦井沖擊地壓防治相關研究理論,探索深部★煤層沖擊地壓機理,並總結針對性防治措施意義重大。
                        1沖擊地壓分類
                        沖擊地壓是礦山壓力失去穩定狀態的復ζ雜礦壓現象,它的力學狀態及破壞程度等在宏觀與微觀上的表現不同,而且對工作面與巷道產生的破壞也不相同。礦井產生沖擊地壓的原因及表現形整個人看起來更加飄飄欲仙式是不同♂的,因此不可以簡單使用一種方式來劃分沖擊地壓↑ζ ,當前常用的分類方式包括:
                        1.1根據沖擊地壓釋放能量的強度分類。沖擊地壓是一種能量積累並快速釋放的過程,在沖擊力度上根據表1可分為微沖Ψ擊、弱沖擊、中等沖擊、強沖擊和災難性沖擊五種。微沖擊現象一般表現為少量煤∞巖體掉落和采場巖體震動,同時產生彈射聲音,導致工作面和巷↙道部分區域破壞。弱沖擊現象一般表現為有較少的煤巖體冒落,產生巨大的聲【音和震感。中等沖擊一般會產生煤炮和氣浪,大塊的頂板巖層體會塌落到工作面或巷道內,毀壞采掘設備和基礎設施,為工作人員埋下有錢安全隱患。強沖擊「的影響範圍達幾十米,可能會造成巷道頂板冒落而完全封閉。災難性沖擊會損毀↑波及範圍的所有巷道,有可能會危及礦井的整體安全。
                        
                        表1沖擊地不過說實在壓釋放能量及對應類別
                        1.2根㊣ 據沖擊介質分類。根據發生沖擊的介質分類,沖擊地▆壓可分為煤層沖擊和巖體沖擊兩種,普遍來說,這兩種沖擊相伴相生。
                        1.3根據失穩破壞形式分氣類。破壞後的煤巖體一般劃分為結構型、材料型與隅合型三種失穩沖擊形式。結構型失穩沖擊是因為頂╲板巖層、煤層和底板巖層結構不同,在高∑ 地應力碰撞、位移影響下造成的失穩現象。材料型失穩沖擊是指煤巖體他發出內的應力超出其所能承受∞的範圍時,內部已有的細小裂痕逐漸擴張,日積月累形成大範圍弱結構面,發生材料型沖擊而失去穩定。大量復雜的原因導致的耦合型失穩,是在頂板巖層材料與結構共同影響下產生的失穩情況,實踐表明,絕大多數的沖◆擊地壓為耦合型失穩沖擊地壓。
                        1.4根據沖擊力來源分類。依據沖擊力來源可分為重力型、構造型和中間型三種沖擊地壓。巖體由重力引發索性從人群中走了出來的沖擊就是重力型沖擊地壓,在※構造應力作用下產生的沖擊就是構造型沖擊地壓,重力與構造共♀同影響造成的沖擊就是中間型沖擊地壓。
                        1.5根據沖擊發生的空間分類。根據沖擊發生的空間,沖擊地壓分為掘進巷道沖擊地壓與采卐煤工作面沖擊地壓兩種。
                        2基於基礎靜載荷的深部沖擊地壓智能防控方法
                        2.1沖擊地壓智能防控流程
                        地震波CT技術可探測煤巖層中波速、波速梯度、波速異常區最小Ψ 臨空距等,這些參數可反映煤層中靜載荷集中程度。根據該原理【,本文建立了基於基礎靜載荷的深部沖擊地壓智能防控流程,如圖1所示。該流程中煤礦沖擊地壓智能防控系統包括智能探測而他模塊、數據智能處理模塊和自△主決策模塊,可對煤層基礎靜載荷智能探測及卸壓進行協調※控制。智能探測模塊控制地震波CT智能探測系統定期對煤而他層基礎靜載荷進行〖原位探測。目前成熟的技術是將靜載荷探測設備(圖1)安裝在運輸巷接收信號,在回風巷放小炮制造震源,如圖2所示。地震波CT智能探測系老三只感覺有很大統是在回風巷設置在線機械震源,定期自動發震。數據智能處理模塊對探測數據進行即時處理,探測【結果如圖3所示,其中紅色為沖擊地壓危險區域。自主決策模塊根據基礎靜載荷處理結果確定卸壓區域、卸壓路徑、卸折騰讓他很是盡興壓孔深度、卸壓孔間距等參○數,並將卸壓指令發送至井下智能無人鉆車。智能無人鉆車根據參數自動實施卸壓措施。之後智能探測模塊再次控制地震波CT智能探測系統對基礎靜載荷進行〖原位探測,檢驗卸壓效果。當探測結果顯示無沖擊地壓危險時,智能探測模塊恢復定期探測〖模式;當探測結果顯示有沖擊地壓危險時,數據智能處理模塊將探測結果發送給自主決策模塊,自主決策模塊控制井下神經一警智能無人鉆車繼續實施※卸壓措施。
                        圖1 靜載荷探測設備
                        
                        
                        
                        (下轉第350頁)
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