專(zhuān)利名稱(chēng)：一種非接觸式礦山壓力觀測(cè)及評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)非接觸式監(jiān)測(cè)受載煤巖體產(chǎn)生的電磁輻射信息來(lái)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)礦山采掘空間或隧道圍巖的相對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)，屬礦山壓力監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在人類(lèi)進(jìn)行采礦過(guò)程中，開(kāi)采活動(dòng)破壞了原巖應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起采動(dòng)空間周?chē)牡貞?yīng)力重新分布。在采場(chǎng)和回采巷道周?chē)?，由于圍巖應(yīng)力的作用促使圍巖發(fā)生變形、破壞和移動(dòng)，出現(xiàn)頂板冒落與來(lái)壓、頂?shù)装逡平⒅Ъ苁茌d和下縮、折損等礦壓顯現(xiàn)，也可能會(huì)出現(xiàn)煤與瓦斯突出、突水、沖擊地壓等動(dòng)力現(xiàn)象。
因此，監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)圍巖應(yīng)力狀態(tài)的分布及變化規(guī)律是礦壓觀測(cè)的主要內(nèi)容，是解決受采動(dòng)影響的巷道礦壓控制、開(kāi)采程序設(shè)計(jì)、巷道合理位置選擇與維護(hù)、沖擊地壓和煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)和防治、承壓水上煤體安全開(kāi)采等重大技術(shù)問(wèn)題的依據(jù)。
目前，工程中檢測(cè)應(yīng)力的傳感器種類(lèi)繁多，適用范圍廣泛，但對(duì)礦山開(kāi)采中煤巖巷道圍巖應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)的儀表卻不多見(jiàn)，尤其是對(duì)煤礦井下煤巖體的區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)的非接觸監(jiān)測(cè)和區(qū)域評(píng)價(jià)幾乎是空白。
在工程實(shí)踐中，圍巖應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法主要有支護(hù)阻力法、壓力計(jì)(盒)法、應(yīng)變片法(或變形法)等。其觀測(cè)參數(shù)主要有采煤工作面和巷道支柱(架)工作阻力和附加應(yīng)力、頂?shù)装逑鄬?duì)移近量和巷道圍巖表面位移、巖體內(nèi)部原巖應(yīng)力和附加應(yīng)力、圍巖深部位移等。應(yīng)用壓力計(jì)(盒)法觀測(cè)之前，每次都要對(duì)測(cè)力計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，使用過(guò)程中因工作環(huán)境的變化，其工作特性很可能發(fā)生變化；使用的測(cè)力計(jì)還必須滿(mǎn)足剛度匹配條件。應(yīng)變片法測(cè)量與煤(巖)體的應(yīng)力-應(yīng)變物理特性有關(guān)，變形參數(shù)較難確定，對(duì)于較軟煤(巖)層更難解決。上述方法都是接觸式監(jiān)測(cè)方法，而接觸式監(jiān)測(cè)圍巖應(yīng)力狀態(tài)一般為點(diǎn)接觸監(jiān)測(cè)，受煤巖體結(jié)構(gòu)、應(yīng)力分布不均勻和支護(hù)初承力影響較大，如何選擇有代表性的測(cè)點(diǎn)，如何保證傳感器與煤巖的良好接觸，這都是點(diǎn)接觸監(jiān)測(cè)面臨的難題，同時(shí)也會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果有較大影響。因此，在現(xiàn)場(chǎng)，非接觸式、區(qū)域性應(yīng)力觀測(cè)及評(píng)價(jià)更具有實(shí)際意義。
表1中，專(zhuān)利1和專(zhuān)利2是針對(duì)煤礦礦井應(yīng)力測(cè)試的，監(jiān)測(cè)圍巖應(yīng)力狀態(tài)的程序復(fù)雜；專(zhuān)利3用于地應(yīng)力的相對(duì)測(cè)量；三者都是接觸式測(cè)試，煤(巖)體中鉆孔形變與對(duì)應(yīng)的所測(cè)參量間的變換，受傳感器的結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝、接觸面加工精度方面的限制，難以避免電磁、孔中溫度和壓力干擾，因而穩(wěn)定性差，特別是在煤礦井下，采掘空間周?chē)簬r體比較松散，良好接觸較為困難。上述專(zhuān)利均沒(méi)有實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè)，測(cè)試準(zhǔn)備工作繁瑣，要求高。
表1應(yīng)力測(cè)試的儀表

近些年來(lái)，煤巖電磁輻射特性及其應(yīng)用研究方面取得了較大的進(jìn)展。發(fā)明專(zhuān)利“預(yù)測(cè)含氣煤巖砼災(zāi)害的方法及裝置，(ZL98111185.8)”通過(guò)非接觸監(jiān)測(cè)受載煤巖體變形破裂時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射信號(hào)及其短時(shí)(數(shù)分鐘)變化規(guī)律，預(yù)報(bào)煤與瓦斯突出和沖擊地壓等煤巖動(dòng)力災(zāi)害的危險(xiǎn)性，其反映的是煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程中某一階段的瞬時(shí)狀態(tài)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的連續(xù)不間斷監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，也不能共享KJ煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的資源。
實(shí)用新型專(zhuān)利“煤巖動(dòng)力災(zāi)害電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置，專(zhuān)利號(hào)為ZL01272808.X”在外接電源的情況下可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)預(yù)警煤巖動(dòng)力災(zāi)害危險(xiǎn)性，但不能與KJ系列煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)接，不能共享安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源和傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)需要單獨(dú)布線(xiàn)和單獨(dú)電源，并且預(yù)報(bào)功能較弱。
發(fā)明專(zhuān)利“煤巖動(dòng)力災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)裝置及預(yù)報(bào)方法，專(zhuān)利號(hào)為ZL200410065793.1”，其主要用途是對(duì)煤巖動(dòng)力災(zāi)害進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式礦山壓力觀測(cè)及評(píng)價(jià)方法，該方法的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為受載煤巖體產(chǎn)生的電磁輻射信號(hào)，通過(guò)該方法能夠?qū)ΦV山或隧道圍巖的相對(duì)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行非接觸、區(qū)域性測(cè)試，可對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的區(qū)域性分布規(guī)律和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定出應(yīng)力異常區(qū)域。這種觀測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是安裝及操作方便、快捷，對(duì)生產(chǎn)影響較小，費(fèi)用低。
技術(shù)方案受載煤巖體能夠產(chǎn)生電磁輻射已被我們大量的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和理論分析所證明，電磁輻射強(qiáng)度與載荷及煤體的變形破裂過(guò)程呈正相關(guān)，即載荷越大，電磁輻射強(qiáng)度(EMR)越強(qiáng)，反之亦然。因此，電磁輻射強(qiáng)度能較好地反映煤巖體的應(yīng)力狀態(tài)。
本發(fā)明的非接觸式礦山壓力觀測(cè)方法為a.首先要選定需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的區(qū)域，然后把1～n個(gè)測(cè)點(diǎn)布置好，測(cè)點(diǎn)布置間距為L(zhǎng)1＝1～10米；b.將定向接收電磁天線(xiàn)有效接收方向?qū)?zhǔn)測(cè)點(diǎn)，使天線(xiàn)的軸向垂直于測(cè)點(diǎn)的外表面，并固定好天線(xiàn)，天線(xiàn)與被測(cè)煤巖壁的距離為L(zhǎng)2＝0.1～1米，其確定的原則是將被監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)區(qū)域剛好包含在天線(xiàn)的60度開(kāi)口方向內(nèi)；c.每個(gè)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)間為T(mén)＝0.5～3min，測(cè)試過(guò)程中監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)采集電磁輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每秒鐘的電磁輻射強(qiáng)度最大值或平均值，然后計(jì)算T時(shí)間內(nèi)的平均值Ei作為第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的最終測(cè)試結(jié)果，作為評(píng)價(jià)該測(cè)點(diǎn)壓力大小的依據(jù)并存儲(chǔ)；d.測(cè)試完成第i個(gè)測(cè)點(diǎn)后，移動(dòng)到下一測(cè)點(diǎn)i+1繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試，得到Ei+1，直至所有測(cè)點(diǎn)測(cè)試完成。
非接觸式礦山壓力觀測(cè)的評(píng)價(jià)方法為a.礦山壓力評(píng)價(jià)的指標(biāo)采用煤巖電磁輻射強(qiáng)度的平均值Ei，某測(cè)點(diǎn)電磁輻射強(qiáng)度越大，則表明該測(cè)點(diǎn)的礦壓越大；b.在計(jì)算機(jī)中計(jì)算所有測(cè)點(diǎn)電磁輻射強(qiáng)度Ei的平均值Eavg=1nΣi=1nEi,]]>作為礦山壓力的對(duì)比指標(biāo)；c.把該評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)的電磁輻射測(cè)試結(jié)果Ei在圖中顯示出來(lái)，橫坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)編號(hào)或測(cè)點(diǎn)位置，縱坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度Ei，在圖中也標(biāo)出E＝Eavg的橫線(xiàn)；d.從圖中直接可以看出不同測(cè)點(diǎn)礦山壓力的分布規(guī)律，測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度Ei越大，表明該點(diǎn)礦山壓力越大；e.當(dāng)所測(cè)電磁輻射強(qiáng)度大于Eavg時(shí)，該測(cè)點(diǎn)被評(píng)價(jià)為高應(yīng)力點(diǎn)，說(shuō)明該測(cè)點(diǎn)附近的礦壓較大，如果某個(gè)局部區(qū)域連續(xù)兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度值都大于Eavg，則該區(qū)域?yàn)楦邞?yīng)力區(qū)域；f.對(duì)于相鄰兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度呈現(xiàn)急劇增大1倍以上或急劇降低50％以上的區(qū)域，評(píng)價(jià)為高應(yīng)力梯度區(qū)；對(duì)于高應(yīng)力區(qū)或高應(yīng)力梯度區(qū)，應(yīng)做出提示，這一般是煤巖動(dòng)力災(zāi)害的高發(fā)區(qū)和支護(hù)較為困難的區(qū)域，可作為支護(hù)設(shè)計(jì)、災(zāi)害預(yù)防等工程決策的依據(jù)。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圍巖應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行有效、非接觸、定向、區(qū)域性監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，填補(bǔ)了礦山井下煤巖體的應(yīng)力狀態(tài)的非接觸式、區(qū)域性監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的空白。
有益效果基于煤巖電磁輻射原理的非接觸式礦山壓力觀測(cè)技術(shù)采用了非接觸式接收天線(xiàn)，測(cè)試及評(píng)價(jià)指標(biāo)為電磁輻射強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)了真正的非接觸式、定向及區(qū)域性監(jiān)測(cè)，反映的是監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)圍巖應(yīng)力狀態(tài)的總體情況，對(duì)高應(yīng)力區(qū)、高應(yīng)力梯度區(qū)或高應(yīng)力活動(dòng)區(qū)反映更為靈敏。本發(fā)明與現(xiàn)行的煤巖體應(yīng)力測(cè)試技術(shù)相比更有效快捷，大大減少了工作量，基本不受人工等外界干擾(對(duì)于井下機(jī)電設(shè)備等電磁干擾，則通過(guò)采取屏蔽或定向接收技術(shù)來(lái)排除)，測(cè)試結(jié)果反映的是測(cè)點(diǎn)局部區(qū)域煤巖體的整體應(yīng)力響應(yīng)(局部區(qū)域應(yīng)力)，特別適合于在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的超前探測(cè)和地質(zhì)構(gòu)造或應(yīng)力異常區(qū)(或應(yīng)力集中區(qū))的超前探測(cè)，也可廣泛應(yīng)用于煤礦開(kāi)采、土木、水利、道路、隧道、地下工程等。


圖1是本發(fā)明非接觸式礦山壓力觀測(cè)流程圖。
圖2是本發(fā)明非接觸式礦山壓力評(píng)價(jià)流程圖。
圖3是本發(fā)明非接觸式礦山壓力觀測(cè)測(cè)點(diǎn)布置示意圖。
圖4是本發(fā)明在重慶朝天門(mén)隧道拱角測(cè)線(xiàn)上壓力觀測(cè)結(jié)果實(shí)例。觀測(cè)結(jié)果與實(shí)際壓力顯現(xiàn)一致。
圖5是本發(fā)明在徐州張集煤礦采煤工作面電磁輻射強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果與液壓支架壓力P對(duì)比圖，表明礦壓觀測(cè)結(jié)果與實(shí)際應(yīng)力分布一致。
圖6是本發(fā)明在甘肅華亭煤礦2006年12月23日250205工作面運(yùn)輸順槽外幫礦壓觀測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果實(shí)例。觀測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況一致。
具體實(shí)施例方式
非接觸式礦壓觀測(cè)的流程圖見(jiàn)圖1所示。在采用移動(dòng)式、非接觸式觀測(cè)礦壓前，首先要選定需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的區(qū)域，比如選定某回采工作面的運(yùn)輸巷作為觀測(cè)及評(píng)價(jià)區(qū)域，然后把測(cè)點(diǎn)布置好(1～n個(gè)測(cè)點(diǎn))，測(cè)點(diǎn)布置間距為L(zhǎng)1(范圍一般為1～10米)。監(jiān)測(cè)時(shí)，要將定向接收電磁天線(xiàn)有效接收方向?qū)?zhǔn)測(cè)點(diǎn)，使天線(xiàn)的軸向垂直于測(cè)點(diǎn)的外表面，并固定好天線(xiàn)。天線(xiàn)與被測(cè)煤巖壁的距離為L(zhǎng)2(范圍為0.1～1米)，其確定的原則是將被監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)區(qū)域剛好包含在天線(xiàn)的60度開(kāi)口方向內(nèi)，如圖4所示。每個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間為T(mén)(范圍為0.5～3min，一般情況下，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試2分鐘)，測(cè)試過(guò)程中監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)、實(shí)時(shí)采集電磁輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每秒鐘的電磁輻射強(qiáng)度最大值(或平均值，一般計(jì)算最大值)，采集數(shù)據(jù)完成后，監(jiān)測(cè)儀即時(shí)自動(dòng)計(jì)算T時(shí)間內(nèi)的平均值Ei作為第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的最終測(cè)試結(jié)果，作為評(píng)價(jià)該測(cè)點(diǎn)壓力大小的依據(jù)，由監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)存儲(chǔ)并進(jìn)行顯示。測(cè)試完成第i個(gè)測(cè)點(diǎn)后，移動(dòng)到下一測(cè)點(diǎn)i+1繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試，得到Ei+1。所有測(cè)點(diǎn)測(cè)試完成后，將監(jiān)測(cè)儀帶到地面，將測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。
礦山壓力評(píng)價(jià)的指標(biāo)是煤巖電磁輻射強(qiáng)度的平均值Ei，是基于煤巖電磁輻射的測(cè)試結(jié)果能夠同比例地反映礦山壓力來(lái)進(jìn)行的，某測(cè)點(diǎn)電磁輻射強(qiáng)度越大，則表明該測(cè)點(diǎn)的礦壓越大。首先在計(jì)算機(jī)中計(jì)算所有測(cè)點(diǎn)電磁輻射強(qiáng)度Ei的平均值Eavg=1nΣi=1nEi,]]>作為礦山壓力的對(duì)比指標(biāo)；把該評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)的電磁輻射測(cè)試結(jié)果Ei在評(píng)價(jià)圖中顯示出來(lái)，橫坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)編號(hào)或測(cè)點(diǎn)位置，縱坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度Ei，在圖中也標(biāo)出E＝Eavg的橫線(xiàn)；從圖中直接可以看出不同測(cè)點(diǎn)礦山壓力的分布規(guī)律，測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度Ei越大，表明該點(diǎn)礦山壓力越大；當(dāng)所測(cè)電磁輻射強(qiáng)度大于Eavg時(shí)，該測(cè)點(diǎn)被評(píng)價(jià)為高應(yīng)力點(diǎn)，說(shuō)明該測(cè)點(diǎn)附近的礦壓較大，如果某個(gè)局部區(qū)域連續(xù)兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度值都大于Eavg，則該區(qū)域?yàn)楦邞?yīng)力區(qū)域；對(duì)于相鄰兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度呈現(xiàn)急劇增大1倍以上或急劇降低50％以上的區(qū)域，評(píng)價(jià)為高應(yīng)力梯度區(qū)。
對(duì)于高應(yīng)力區(qū)或高應(yīng)力梯度區(qū)，應(yīng)做出提示，這一般是煤巖動(dòng)力災(zāi)害的高發(fā)區(qū)和支護(hù)較為困難的區(qū)域，可作為支護(hù)設(shè)計(jì)、災(zāi)害預(yù)防等工程決策的依據(jù)。
圖3是本發(fā)明非接觸式礦山壓力觀測(cè)測(cè)點(diǎn)布置示意圖。在巷道或工作面，測(cè)點(diǎn)間距根據(jù)觀測(cè)或評(píng)價(jià)精度要求可為1～10米，測(cè)點(diǎn)間距越小，觀測(cè)及評(píng)價(jià)精度越高。一般對(duì)于固定的工作面或巷道，測(cè)點(diǎn)間距是固定的。每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試0.5～3分鐘，一個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試完成后，移動(dòng)到下一測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。
圖4是本發(fā)明非接觸式礦山壓力觀測(cè)儀器布置示意圖。由圖可知，接受天線(xiàn)的有效監(jiān)測(cè)范圍為以天線(xiàn)一端為圓心，半徑為7～22m，60°角的錐形面積，觀測(cè)結(jié)果是此范圍內(nèi)煤巖體的整體綜合應(yīng)力。
圖5是采用本發(fā)明技術(shù)在重慶朝天門(mén)隧道拱角測(cè)線(xiàn)上的電磁輻射及壓力觀測(cè)結(jié)果。LA-A`測(cè)線(xiàn)位于左洞右側(cè)拱角，距洞底2.0m，K4+846.5m～K4+948.5m。測(cè)點(diǎn)間距為1m，天線(xiàn)距隧道內(nèi)表面0.5m，開(kāi)口朝向隧道內(nèi)表面法向方向。每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試2分鐘，取平均值作為該點(diǎn)測(cè)試結(jié)果。測(cè)定值反映的是60°方向區(qū)域內(nèi)電磁輻射源的總體輻射。在LA-A`縱向測(cè)線(xiàn)上，K4+916.5m、K4+901.5m及K4+884.5m附近電磁輻射強(qiáng)度較高，表明所處的應(yīng)力狀態(tài)比較高，這與隧道上方群樁應(yīng)力疊加帶相吻合。
圖6是本發(fā)明在徐州張集煤礦采煤工作面電磁輻射強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果與液壓支架壓力P對(duì)比圖。測(cè)點(diǎn)間距為4架支架(6m)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試2分鐘，天線(xiàn)距煤壁0.5m。由圖可看出，電磁輻射強(qiáng)度與工作面支護(hù)阻力(液壓支架壓力)變化趨勢(shì)大致相同，具有較好的對(duì)應(yīng)性。
圖7是本發(fā)明在甘肅華亭煤礦2006年12月23日250205工作面運(yùn)輸順槽外幫礦壓觀測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果實(shí)例。測(cè)點(diǎn)間距為10m，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試時(shí)間為2分鐘，電磁天線(xiàn)距煤壁為0.5m。從圖上可以看出，在運(yùn)輸順槽從工作面往外46.5m～96.5m之間為高應(yīng)力區(qū)，36.5m～56.5m之間、66.5m～86.5m之間和96.5m～106.5m之間為高應(yīng)力梯度區(qū)。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式礦山壓力觀測(cè)方法，其特征在于觀測(cè)的方法為a.首先要選定需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的區(qū)域，然后把1～n個(gè)測(cè)點(diǎn)布置好，測(cè)點(diǎn)布置間距為L(zhǎng)1＝1～10米；b.將定向接收電磁天線(xiàn)有效接收方向?qū)?zhǔn)測(cè)點(diǎn)，使天線(xiàn)的軸向垂直于測(cè)點(diǎn)的外表面，并固定好天線(xiàn)，天線(xiàn)與被測(cè)煤巖壁的距離為L(zhǎng)2＝0.1～1米，其確定的原則是將被監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)區(qū)域剛好包含在天線(xiàn)的60度開(kāi)口方向內(nèi)；c.每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試時(shí)間為T(mén)＝0.5～3min，測(cè)試過(guò)程中監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)采集電磁輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每秒鐘的電磁輻射強(qiáng)度最大值或平均值，然后計(jì)算T時(shí)間內(nèi)的平均值Ei作為第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的最終測(cè)試結(jié)果，作為評(píng)價(jià)該測(cè)點(diǎn)壓力大小的依據(jù)并存儲(chǔ)；d.測(cè)試完成第i個(gè)測(cè)點(diǎn)后，移動(dòng)到下一測(cè)點(diǎn)i+1繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試，得到Ei+1，直至所有測(cè)點(diǎn)測(cè)試完成。
2.一種如權(quán)利要求1所述的非接觸式礦山壓力觀測(cè)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于該評(píng)價(jià)方法為a.礦山壓力評(píng)價(jià)的指標(biāo)采用煤巖電磁輻射強(qiáng)度的平均值Ei，某測(cè)點(diǎn)電磁輻射強(qiáng)度越大，則表明該測(cè)點(diǎn)的礦壓越大；b.在計(jì)算機(jī)中計(jì)算所有測(cè)點(diǎn)電磁輻射強(qiáng)度Ei的平均值Eavg=1nΣi=1nEi,]]>作為礦山壓力的對(duì)比指標(biāo)；c.把該評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)的電磁輻射測(cè)試結(jié)果Ei在圖中顯示出來(lái)，橫坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)編號(hào)或測(cè)點(diǎn)位置，縱坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度Ei，在圖中也標(biāo)出E＝Eavg的橫線(xiàn)；d.從圖中直接可以看出不同測(cè)點(diǎn)礦山壓力的分布規(guī)律，測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度Ei越大，表明該點(diǎn)礦山壓力越大；e.當(dāng)所測(cè)電磁輻射強(qiáng)度大于Eavg時(shí)，該測(cè)點(diǎn)被評(píng)價(jià)為高應(yīng)力點(diǎn)，說(shuō)明該測(cè)點(diǎn)附近的礦壓較大，如果某個(gè)局部區(qū)域連續(xù)兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度值都大于Eavg，則該區(qū)域?yàn)楦邞?yīng)力區(qū)；f.對(duì)于相鄰兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度呈現(xiàn)急劇增大1倍以上或急劇降低50％以上的區(qū)域，評(píng)價(jià)為高應(yīng)力梯度區(qū)；g.對(duì)于高應(yīng)力區(qū)或高應(yīng)力梯度區(qū)，應(yīng)做出提示，這一般是煤巖動(dòng)力災(zāi)害的高發(fā)區(qū)和支護(hù)較為困難的區(qū)域，可作為支護(hù)設(shè)計(jì)、災(zāi)害預(yù)防等工程決策的依據(jù)。
全文摘要
非接觸式礦山壓力觀測(cè)及評(píng)價(jià)方法涉及一種通過(guò)非接觸式監(jiān)測(cè)受載煤巖體產(chǎn)生的電磁輻射信息來(lái)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)礦山采掘空間或隧道圍巖的相對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的技術(shù)，觀測(cè)方法為首先要選定需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的區(qū)域，將定向接收電磁天線(xiàn)有效接收方向?qū)?zhǔn)測(cè)點(diǎn)，測(cè)試完成得到E
文檔編號(hào)G01N27/00GK101021570SQ200710020549
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者王恩元, 何學(xué)秋, 王云剛, 劉曉斐, 李忠輝, 劉貞堂, 竇林名 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)