朱前進(jìn)

摘要：隨著煤炭企業(yè)的不斷發(fā)展，已經(jīng)開始向深部和復(fù)雜的趨勢發(fā)展，礦災(zāi)礦難問題的發(fā)生幾率逐漸增加，想要減少礦難發(fā)生的幾率，確保企業(yè)可以安全生產(chǎn)，就需要將聲發(fā)射技術(shù)引進(jìn)其中，在頻譜分析法的基礎(chǔ)上，對開采地巖石和瓦斯情況進(jìn)行判斷，是一種非?？煽康膶Σ?。鑒于此，本文將對聲發(fā)射技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：聲發(fā)射技術(shù);采礦工程;安全生產(chǎn)

聲發(fā)射技術(shù)的運(yùn)用，可以在不接觸的基礎(chǔ)上，預(yù)報(bào)地下礦井煤體以及瓦斯的情況，促進(jìn)預(yù)報(bào)安全性的提高，聲發(fā)射技術(shù)可以有效地預(yù)測礦井瓦斯的原因是因?yàn)橹饕揽康氖锹暟l(fā)射信號(hào)采集以及分析，然而因?yàn)殚_采現(xiàn)場具有復(fù)雜的聲信號(hào)，會(huì)或多或少地產(chǎn)生誤差，所以，還需在數(shù)據(jù)接收的位置對聲信號(hào)的過濾器進(jìn)行安裝，全部過濾無用的信號(hào)，并對有用信息進(jìn)行提取，這樣一來，可正確地判斷井下煤和瓦斯的實(shí)際情況，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)安全性的提高。

1聲發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

聲發(fā)射過程中的原理指的是巖石等多種材料受到荷載壓力并不會(huì)出現(xiàn)改變，例如變形和破裂的問題，很多變化都是不可逆的，可以在一瞬間通過彈性波方式釋放能量?？梢詫β暟l(fā)射的系統(tǒng)進(jìn)行簡稱，即A，主要?jiǎng)澐殖蔀V波器和信號(hào)處理系統(tǒng)以及傳感器，所遵循的工作原理是指，發(fā)出聲源之后，通過直接與折射的方式向接收器所到達(dá)，還能在對象缺陷的檢測中安放傳感器，之后聲源會(huì)發(fā)生一定的信號(hào)，在耦合面向傳感器所到達(dá)，此時(shí)，傳感器就會(huì)接收到用于的信號(hào)，將其傳送到發(fā)達(dá)的濾波器中，有效處理信號(hào)，最后，還要建模分析信號(hào)處理的系統(tǒng)，并且要展現(xiàn)是工作人員。

2蹬空開采過程中聲發(fā)射技術(shù)的實(shí)例

例如，山西大同的煤田當(dāng)中，大斗與永定莊煤礦，該煤礦是相鄰兩種關(guān)系，鄰居關(guān)系界定的標(biāo)準(zhǔn)是指，大斗溝主要對整個(gè)礦的2、3煤層進(jìn)行開采，所剩的由永定莊的煤礦開采，就永定莊煤礦而言，要同采11號(hào)8811和8813 工作面，因?yàn)檫^度開采使得大斗溝3號(hào)的煤層當(dāng)中406盤區(qū)發(fā)生蹬空狀態(tài)。

按照大斗溝3號(hào)煤層蹬空的開采可行性評判，研究上行開采三帶。完成11號(hào)煤礦的開采后，與其相互對應(yīng)的垮落帶與斷裂帶的計(jì)算如下：開采單個(gè)煤層時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一邊采一邊垮的現(xiàn)象，如果嚴(yán)重忽略垮落的頂板下沉量，其垮落最大高度如圖一所示。

在圖一當(dāng)中，M表示的是采高，公式的單位是m。煤層傾角是α，單位是度;同時(shí)，k表示的是垮落碎巖的膨脹系數(shù)，開始巖碎的時(shí)候，碎脹系數(shù)可以達(dá)到1.26-1.6，在巖層垮落越來越重的過程中，剩余碎脹系數(shù)的范圍會(huì)從1.06至1.26變化，斷裂帶的H，高度求解公式如圖二所示。

在圖二的公式當(dāng)中，可以得到，11號(hào)煤層垮落的最大高度是31.2m，煤層斷裂帶具有62.9m的高度，由于3號(hào)煤會(huì)發(fā)生下三帶影響，根據(jù)蹬空關(guān)鍵層引申知識(shí)把43.8m粉砂巖看做是蹬空開采關(guān)鍵層，其厚度為29.9m細(xì)砂巖，將其看做是次要的關(guān)鍵層。同時(shí)，還會(huì)影響到3號(hào)煤地板。3號(hào)煤層與11號(hào)煤層間出現(xiàn)的監(jiān)測層是粗、細(xì)砂巖層的厚度是29.9m。亞關(guān)鍵層具有較好的穩(wěn)定性。因此，能夠?qū)?號(hào)煤低音探頭置于比較合理的地方。

3測量地應(yīng)力

把取回的巖樣，根據(jù)空間坐標(biāo)做成六組不一樣的長方體試件。并且加載到單軸壓力機(jī)中，同時(shí)，在聲發(fā)射的監(jiān)測系統(tǒng)輔助下，測出試件事件數(shù)，即應(yīng)力和事件的累計(jì)數(shù)應(yīng)力以及振鈴數(shù)應(yīng)力，還有振鈴累計(jì)數(shù)等。對曲線進(jìn)行比較分析，尋找凱塞點(diǎn)。這一點(diǎn)所對應(yīng)的應(yīng)力是試件軸向力，即單向的正應(yīng)力。石聲發(fā)射離散性，同時(shí)，巖石力學(xué)的性質(zhì)各向異性與離散性以及測量誤差等因素的影響，使得同組試件的軸向力之間具有很大的差異，所以，需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

4分析檢測結(jié)果

將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用在大斗溝和永定莊煤礦當(dāng)中，大斗溝3號(hào)的煤層當(dāng)中406盤區(qū)發(fā)生了蹬空狀態(tài)，并對其進(jìn)行了全面認(rèn)真的評價(jià)，同時(shí)，還分析永定莊煤礦三帶的實(shí)際變化。從監(jiān)測分析中可看i出，亞關(guān)鍵層所具有的穩(wěn)定性非常好。加之，由于礦山持續(xù)性地開采所導(dǎo)致的采空區(qū)，很多大地表沉陷出現(xiàn)，地表沉陷的大小對煤層上賦主的承載巖層彎曲性以及破裂大小造成影響，將該主承載煤層看做是地表沉陷的工程關(guān)鍵層。按照具體的地質(zhì)情況監(jiān)測現(xiàn)場，選擇關(guān)鍵層作為監(jiān)測層，通過聲發(fā)射技術(shù)實(shí)時(shí)檢測監(jiān)測層，有效地控制了監(jiān)測層破壞的程度，并保障生產(chǎn)的安全性。

5結(jié)束語

綜上所述，發(fā)射技術(shù)可以在不予礦山進(jìn)行接觸的基礎(chǔ)上預(yù)測煤礦工程當(dāng)中的煤與瓦斯情況，可以實(shí)施綜合性地評價(jià)邊坡的危險(xiǎn)因素以及山體巖層的穩(wěn)定性，適當(dāng)?shù)貙ν咚购恳约绊敯迩闆r進(jìn)行檢測，在第一時(shí)間對采區(qū)現(xiàn)場安全性很好地評判，并且做好煤礦安全生產(chǎn)的技術(shù)保障，降低煤礦事故的出現(xiàn)幾率，達(dá)到了安全生產(chǎn)的目的。

參考文獻(xiàn)：

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