煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别与综合预警模型研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.012

采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (5): 960-968.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.012

煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别与综合预警模型研究

窦林名，冯龙飞，蔡武，王华，贺海鸿，焦彪，张敏

1．中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室，江苏徐州 221116；2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州 221116；3．中煤科工集团西安研究院有限公司矿山灾害防治与环境治理技术研发中心，陕西西安 710054；4．陕西彬长胡家河矿业有限公司，陕西咸阳 713600

出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-10-07
通讯作者: 王华 E-mail：lmdou@126.com Tel：13186195372
基金资助:
国家自然科学基金项目(51874292)；国家自然科学基金项目(51604270)

Seismo-acoustic precursor identification and comprehensive warning model for the catastrophic failure process of coal and rock

Online:2020-09-15 Published:2020-10-07
Contact: 窦林名(1963— )，男，青海省平安县人，教授，博士生导师，从事冲击矿压方面的研究。

摘要/Abstract

摘要： 针对冲击矿压的有效监测预警难题，利用实验室声发射和采场微震监测手段，开展了煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别研究，提出了一种基于微震前兆指标体系的冲击矿压综合预警模型。以陕西彬长胡家河煤矿为例，首先通过现场取样开展了煤样单轴加载的声发射试验，识别选取了b值、缺震、A(b)值、断层总面积、活动度S和等效能级参数6个煤岩灾变破坏的前兆敏感指标；其次，结合401102工作面的历史冲击案例及其全过程的微震监测数据，采用统计学方法进行标准化计算确定各指标异常系数，并以此作为模型输入，发展了以混淆矩阵与高斯隶属判别函数联合的模糊综合评判模型作为智能融合运算的分级预警模型，实现了以客观数据驱动为主的指标权重自适应智能调整，以及以无、弱、中、强4个危险等级标识的概率及综合智能预警模式；最后，根据接续402103工作面回采过程中的两次冲击实例验证了综合预警模型的有效性，为现场冲击矿压的有效综合预警提供了一种思路和方法。

关键词: 煤岩灾变, 冲击矿压, 声发射, 微震, 综合预警

中图分类号:

O 319.56

窦林名, 冯龙飞, 蔡武, 王华, 贺海鸿, 焦彪, 张敏. 煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别与综合预警模型研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 960-968.

[1]	程爱平, 舒鹏飞, 张玉山, 王平, 王明旭. 充填体-围岩组合体声发射特征与损伤本构研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(6): 1238-1245.
[2]	孔令海. 特厚煤层大空间综放采场覆岩运动及其来压规律研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 943-950.
[3]	宋朝阳, 纪洪广, 曾鹏, 孙利辉, 谭杰. 西部典型弱胶结粗粒砂岩单轴压缩破坏的类相变特征研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 1027-1036.
[4]	吴宝杨, 王伟男, 郭东明. 浸水次数影响下裂隙砂岩强度损伤及声发射特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 1054-1060.
[5]	赵鹏翔, 何永琛, 李树刚, 林海飞, 贾永勇, 杨二豪. 类煤岩材料煤岩组合体力学及能量特征的煤厚效应分析 [J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(5): 1067-1076.
[6]	杨俊哲, 郑凯歌. 厚煤层综放开采覆岩动力灾害原理及防治技术[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(4): 750-758.
[7]	丛利, 曹安业, 周远宏, 王常彬, 陈凡, 董敬源, 谷雨. 基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警方法[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(4): 767-776.
[8]	李青锋，彭跃金，吴昊，崔栋歌. 基于微震与矿山压力监测的工作面周期来压步距与机理分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 571-577.
[9]	何青源，李迎春，周保精，吴保杨，张晓悟，张帅. 静态压剪载荷下岩石力学特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 586-593.
[10]	刘斌，赵毅鑫，张汉，袁耀. 单轴压缩及劈裂试验下煤的声发射特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 613-621.
[11]	刘学生，宋世琳，范德源，范文昌，宁建国，王洪磊. 深部超大断面硐室群围岩变形破裂演化规律试验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 40-49.
[12]	李巍，黄艳利，高华东，李俊孟，阮泽宇，宋天奇. 不同级配矸石侧限压缩过程声发射特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 155-161.
[13]	辛恒奇，黄艳利，张卫清，吴来伟，欧阳神央，郭亚超，李俊孟. 侧限压缩条件下矸石变形破碎规律及声发射特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 162-168.
[14]	蔡武，窦林名，王桂峰，胡亚伟. 煤层采掘活动引起断层活化的力学机制及其诱冲机理[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1193-1202.
[15]	王春来，廖泽锋，李长峰，陈增，石峰，李广永，李海涛. 花岗岩岩爆声发射时空熵值动态特征实验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(3): 626-633.

煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别与综合预警模型研究

Seismo-acoustic precursor identification and comprehensive warning model for the catastrophic failure process of coal and rock

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价