煤岩电磁辐射理论与技术新进展

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电磁辐射技术在煤矿系统中的应用

号也越来越强；应力集中区，力和瓦斯压力达最在应
第６期
２０年６月０１
山西焦煤科技
ＳａｘｋｎａｃｅｃｈｎｉＣｏｉｇＣｏｌＳｉｎｅ＆Ｔｅｈｏｏｙｃｎｌｇ
Ｎｏ．６
Ｊｎ２１ｕ．００
・
试验研究・
电磁辐射技术在煤矿系统中的应用
阚士凯① ，张杨，朱劫，张继
２１电磁辐射法预测煤矿水患的原理．
含水煤岩在变形破裂时能够产生电磁辐射，煤岩的含水量越大，电磁辐射信号强度越弱，的存在对水
电磁辐射产生明显的影响。另外，水分使煤样电磁辐
射信号的集中程度发生变化，自然原煤的峰前信号不多，含水煤样在峰前电磁辐射信号增多，其强度水但平低于自然原煤。水对受载煤岩电磁辐射的影响有
关键词煤矿；电磁辐射；煤岩地质灾害；究；用研应
中图分类号：１８文献标识码：文章编号：６２０５（０００－０３－０ＴＤ７Ｂ１７－６２２１）６０３３
电磁辐射技术是一种地球物理方法。岩石破裂电磁辐射是指岩石受载破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或现象。关于岩石破裂电磁辐射效应的研究，在理论上及应用研究方面，取得了很大的进步。都但是研究多限于大理石、岗岩和石英等坚硬岩石，花而且大多数研究仅限于定性研究。目前，电磁辐射技术已经开始应用于煤矿系统，在探测煤炭资源，测预冲击矿压、顶板来压规律、与瓦斯突出和寻找水患煤

煤岩识别技术的发展现状及展望

煤岩识别技术的发展现状及展望
李久明
【期刊名称】《陕西煤炭》
【年(卷),期】2023(42)1
【摘要】为准确识别煤岩界面,提高采煤工作面智能化水平,推动煤炭清洁、高效、安全生产,总结了目前煤岩识别技术的研究和应用进展。

阐述了射线检测、电磁波检测、红外成像、图像识别、振动检测、截割力、高光谱和透明地质模型等方法。

分析了相应的原理和最新应用效果,提出钻孔雷达辅助探测技术,随采构建多信息融合工作面地质模型,是解决煤岩界面识别问题的途径之一,为煤矿智能化生产和提质增效提供更多参考和借鉴。

【总页数】4页(P206-209)
【作者】李久明
【作者单位】中国中煤能源集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD823
【相关文献】
1.三下压煤充填采煤技术发展现状及展望
2.煤岩界面自动识别技术发展现状及其趋势
3.放顶煤开采过程煤矸识别技术发展现状及前景
4.煤岩损伤研究的CT扫描技术发展现状及展望
5.煤岩显微组分自动识别技术现状及关键问题分析
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煤岩电磁辐射技术及其应用第二讲

一、煤岩动力灾害 ——顶板事故
2011年9月24日15时19分，云南曲靖祠堂坡煤矿发生一起顶板垮落事故，造成5人死亡。
《盲井》剧照
现实版盲井
煤体内开掘切割眼后应力重新分布
a—切眼宽度；Q—切眼上部岩体重量； H—煤层距地面深度；γ—上覆岩层的容重
工作面围岩应力分布
a—增压区；b—减压区；c—稳压区
基本顶初次周期垮落（来压）示意图
L2--周期垮落步距；h—直接顶厚度；m—煤层厚度
岩层移动推测图
(a)岩层内部破坏推测图 1—冒落带；2—裂隙带；3—弯曲下沉带
（b）沿工作面推进方向的分区(裂隙带)
A-煤壁支承区；B-离层区；C-重新压实区
“其上支板，以防压崩耳。凡煤炭去空，而后以土填实其井。”
力－时间曲线
P/kN
100
150 t/s
200
250
300
电磁辐射与载荷有较好的对应关系，电磁辐射随着摩擦力的增大而增大。
脉冲数能量
原煤摩擦实验电磁辐射图
二、煤岩电磁辐射的研究——实验研究
4、煤岩分级加载及蠕变过程电磁辐射特征规律
7 6 5 4 3 2 1 0 0
应变ε /%
б =5.9MPa
电液伺服压力试验机
二、煤岩电磁辐射的研究—— 实验研究
课题组通过对不同煤矿、上千块煤岩试样的实验测试，主要研究了以下内容：
不同类型煤岩冲击破坏的电磁辐射特性及与应力、变形之间的相关性；
不同作用因素（加载方式：单轴压缩、单轴拉伸、磨擦、蠕变、冲击、三轴等）、加载速率、煤岩类型（不同矿区的煤岩、不同冲击危险性的煤、岩石、组合煤岩、不同含水量的煤岩）下的电磁辐射规律；电磁辐射与声发射的相关性。

电磁辐射法在岩爆监测中的应用

维普资讯
ＩＳ１ｏＳＮｏ５—２６７３ＣＮ４ —１１／Ｄ３２５Ｔ
矿业研究与开发第２６卷第１期
ＭＩＮＮＩＧＲ＆Ｄ，Ｖｌ２Ｎｏ１ｏ，６，．
２００６年２月
Ｆｂ２０ｅ，０６
次。由此，出了一种新的预测岩爆等矿井动力灾提
关键词：岩爆；电磁辐射法；地压监测；巷道掘进
中图分类号：Ｄ２Ｔ３４文献标识码：Ａ
文章编号：０５— ７３２０）１— ０９— ２１０２６（０６００６０
电磁辐射法在岩爆监测中的应用
刘建辉，李化敏
（河南理工大学资源与材料工程系，河南焦作市４４０）５０３
摘要：简述了电磁辐射法预测岩爆的原理，实测给出了有
岩爆的预测是深部开采工程中遇到的最棘手问
题之一。到目前为止，国际上还没有一个国家的岩
ｔｔｇｒｃｕｓ．ｏｎｏｋｂｒｔｉ
反映了岩爆等煤岩灾害动力现象的主要影响因素，电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形
Ｋｅｏｄ：ＲｃｂｍｔＥｅｔｏｇｅｉｍｉｓｎｙＷｒｓｏｋｕ，ｌｃｍａｎｔｅｓｉｍｅｈｄ，ｒｃｏｔｏ
段，根据前兆信息判断岩爆的危险程度。根据现场
人员伤亡。随着矿井开采深度的增加，延伸速度的
加快，深井岩爆逐渐显现，并成为诱发矿区地压破坏灾难的又一大触发因素。

煤岩电磁辐射特性及其应用研究进展

自显科乎建展第１卷第５２０年５６期０６月
的物理力学状态、受力状态、瓦斯对工作面电磁辐射强度的影响，并用谐振频率为１０Ｈｚ的天线测０ｋ定了不同采煤工作面的天然电磁辐射，用电磁辐射
５３３
性及其应用研究是从２０世纪８Ｏ年代末、９０年代初开始的，俄罗斯和中国在这方面做了大量的研究工
作［］７．中国矿业大学研究了含瓦斯煤岩的电磁辐射特性研究，究结果表明，煤、泥岩、砂岩等强度研较低岩石在变形破裂时均有电磁辐射产生嘲 ” ．中国矿业大学和中国地震局对混凝土的电磁辐射特性
关键词
煤岩电磁辐射煤岩动力灾害预测
震Ｉ．ｌＪ
岩石电磁辐射的研究是从地震工作者发现震前电磁异常后开始的．我国和前苏联是开展地震电磁辐射研究较早的国家，Ｉ、希腊、美国、瑞典、ｑ本德国等也开展了这方面的研究＿］】．１５９３年Ｂ￣ｐＢｑ和ＩａｘＭＨＯ３用实验方ｏａｏＨ＂ｐｏｅＫ＿［法记录和研究了花岗岩、片麻岩和脉石英的压电现象，并记录到了光发射，这是最早关于岩石电磁辐射的报道．Ｎｉａ、徐为民也报道了实验室岩ｔｎ］ｓ石压电效应的研究结果．他们的实验证明，伴随着
摘要

煤矿煤岩瓦斯动力灾害预防理论与技术进展

ｗｏｋｒ．ｅｅｄｓｔｒｏｌｍｉｅａｅｎｔｂｅｆｃｉｅｙｐｅｅｔｄａｄｔｅｔｅｒｔａｎｅｈｌｇｃｌｒｇｅｓｉｒｅｓＴｈｓｉａｅｉｃａｎｓｈｖｏｅｎｅｅｔｌｒｖｎｅｎｈｏｅｉｌｄｔｃｎｏｏｉａｏｒｓｓｓｎｖｈｃａｐｎｔｉｅｄｉｉｒｅｔｎｅ．ｉａｅｒｓｎｓｔｅａｔｏｓｍａｃｉｖｍｅｔｉａｅ．ｒｔｅａｐｉａｉｎｏａｉｈｓｆｌＳｎｕｇｎｅｄＴｓｐｐｒｐｅｅｔｈｕｒ’ ｉａｈｅｅｎｓｉｔｓｒａＦｏｐｌｔｆｂｃｉｈｈｎｎｈｈｃｏｓｒｓａｃｅ，ｉｈｐｅｓｒａｏｅｍａｄｓｒｔｏｅｉｅｆｒｃａａｐｅｓｅｅｏｄａｄｄａｉｏｄｇａｐｒｔｓｅｅｒｈｓｈｇ－ｒｓｕｅｇｉｔｒｌｓｓｈａｏｐｉｎｄｖｃｏｏｌｓｍｌｓＷａｄｖｌｐｙｍｃｌａｉｐａａｕｅｎｎｎ
岩动力灾害预防提供基础。关键词：矿井；Ｃ技术；煤岩动力灾害；煤与瓦斯突出；预防Ｔ
中图分类号：Ｔ（０９１ —０９ —７６３１０２０）１７５
Ｐｒｖｎｉｎｔｏｙａｅｈｌｇｃｌｏｒｓｆｏｌｇｓｄｎａｉｅｅｔｏｈｅｒｎｄｔｃｎｏｏｉａｐｒｇｅｓｏａ－ａｙｍｃｃｄｓｓｅｓｉｏｌｍｉｓｉａｔｒｃａｎｅｎ
２ＳａＫｙａｏａｏｏＣａＲｓｕｃｓｎＳｆＭｉｉ，ｈｎｎｖｒ砂ｏＭｉｉ．ｔｅｅＬｂｒｔｙｆｏｌｅｏｒｅａｄａｅｎｇＣｉＵｉｓｆｎｇ＆Ｔｃｎｌｙ（ｅｉ）ｅｉｔｒｎａｅｎｅｈｏｏＢｉｇ，ｉｇｇｊｎＢｊｎ

成庄矿电磁辐射预测煤与瓦斯突出技术研究

利用ＫＤ监测仪对工作面进行动态跟踪监测，即随着掘Ｂ５
进工作面的推进，在工作面迎头布置测点，监测掘进后工作面前
收稿日值（Ｍ）ＥＥ进行分析，绝大部分分布在一个
经过对比分析，２６正副巷放大倍数定为２００－４１０，ｆ限值定ｊ
庄矿的电磁辐射敏感指标及临界值，电磁辐射仪的使用奠定了理论基础。为关键词：电磁辐射；瓦斯；测试；分析中图分类号：Ｄ１Ｔ７２文献标识码：Ａ文章编号：０４６２（０２０ — １７０１０ — ４９２１）２００ — ３
２１０２年
第２７卷第２期
看出，值与最大值的平均值对应关系较好。当值较大，掘进工作面具有突出危险时，所测Ｅ值也较大。综合考虑４１２６南北段掘进工作面，发现。与电磁辐射的值嘣ｌ值具有较好的一致关系，因此认为电磁辐射监测的敏感指标为电磁辐射最大值的平均值。
计结果显示在显示器上。４电磁辐射监测测点布置及实施方案
（）打开仪器，３设置好测定参数：门限值、组数等；若各参数在井上已通过计算机传输设置好，在井下可直接打开电源，待显示稳定后，直接进行测试，不需重新设置参数，最好采用该方法。（）４按开始键进行测试，测定电磁辐射强度和脉冲数。测定及数据记录电磁辐射监测仪自动完成，当确定临界值后，自动可
１工作面概况
方煤体的电磁辐射，以预测工作面前方煤体的突出危险程度。对于现场预测掘进工作面突出危险，具体操作如下：（）在掘进工作面布置３个测点，１分别位于左、右方，中、天线分别朝向左前方、正前方和右前方，图１如所示。１测点位于巷道迎头的左帮侧，距迎头和左帮各０５０７ｍ，．～．天线开口朝向左前方；２测点距迎头０５０７ｉ，于巷道中央，．～．ｎ位天线朝向工作面正前方；３测点设于巷道迎头右帮侧，距迎头和右帮各０～．５

2024年煤矿煤岩动力灾害监测预警技术进展（三篇）

2024年煤矿煤岩动力灾害监测预警技术进展我国煤岩动力灾害世界第一煤岩动力灾害，主要包括煤与瓦斯突出和冲击矿压。

突出是采掘工作面周围煤岩向采掘空间高速喷出的一种动力灾害过程，高地应力和高压瓦斯是能量的主要来源。

我国最大的突出灾害发生在四川三汇坝一井，在几钟内突出煤岩12780吨，喷出瓦斯气体140万立方米。

冲击矿压灾害是在高应力作用下，采掘空间周围的煤岩体失稳破坏并向采掘空间高速运动的动力灾害过程，高地应力是主要能量来源。

我国最大的冲击矿压发生在抚顺老虎台矿，震级达到里氏4.3级。

煤岩动力灾害除造成人员伤亡外，还严重摧毁巷道等采掘空间、破坏保障安全的通风系统。

灾害过程伴随矿井瓦斯涌出异常，常诱发重特大瓦斯爆炸事故，造成群死群伤。

xx年郑州大平矿死亡148人的瓦斯突出—瓦斯爆炸事故;xx年辽宁阜新孙家湾矿死亡214人的冲击—瓦斯爆炸事故;xx年黑龙江鹤岗新兴煤矿死亡108人的瓦斯突出—瓦斯爆炸事故。

这类灾害严重威胁矿井安全，是煤矿重大工程灾害。

我国是世界上煤岩动力灾害最严重的国家。

截至xx年，我国已备案的煤岩动力灾害矿井达1420多个。

由于种种原因，还有超过一倍数量的这类矿井没有备案。

据不完全统计，我国已累计发生31000多次动力灾害，平均每年死亡近300人。

目前，除海南、广东、福建、浙江、西藏等少数省区外，我国主要采煤省区不同程度地受动力灾害的威胁，著名的平顶山、淮南矿区的主力矿井全部为突出矿井，兖州矿区主力矿井受冲击灾害威胁严重。

随着煤矿开采深度的不断增大，灾害更为严重，预防的难度也在不断加大。

我国煤矿国有重点矿平均采深700米，最深达1365米，煤层最大瓦斯压力达10兆帕。

来自权威部门的统计表明，“十一五”期间，我国煤矿重、特大瓦斯突出事故的起数和死亡人数分别占40%和28.5%;xx年发生的11起重特大瓦斯事故中，煤与瓦斯突出事故6起，死亡150人，分别占54.5%和68.2%。

从煤矿重特大事故看，煤与瓦斯突出事故的比例逐年上升，遏制煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害事故是今后减少煤矿重特大事故的重中之重。

电磁辐射技术在深部矿压预测中的应用

用按地点连接，就是将同一时间不同地点所测得也的电磁辐射数据进行连接。这样可以反映一个区域的电磁辐射强度和脉冲数的大小，而判断此区域从的煤岩应力情况。
图１为２００６年２月１日３３４２７回风道所测的
距工作面距离，ｍ
图１３３２７回风道２００６年２月１４日测点电磁辐射强度曲线
图２为２００６年２月１７日３３２７回风道的数据，可以看出１６批到１所测的数据较大。这说明在９批没有其他因素影响的情况下，几批数据所对应的这
辜３ｒ０
ｚ
蚕１０｝莩０
ｌ０
２０
３０
４０
５０
６０
７８００
９０
矿井但
西翼宽缓向斜较近，煤层产状变化明显，小构造较发
收稿日期：０７— ２—０２ｏ０８
・
作者简介：Ｆ（８一，辽宁营口中国ＦＩ１２）男，￣９人，矿业大学（北京）在读硕士，０年毕业于黑龙江２４０科技学院。
１・
维普资讯
２０年第２０７期
中州煤炭
总第１６４期
测点范围内应力较大，能是应力集中区，可应该加强
数据，图１可以看出从工作面到距工作面１０ｉ从０ｒｌ的范围内数据均比较小。若测试方法正确，个范这围在２月１日应力较小，该无危险。４应

煤岩电磁辐射中心频率探讨

Ｏ＝ — —— ２
３结果讨论
通过以上计算，可知在煤岩发生冲击地压或煤与瓦斯突
出等煤岩动力灾害前由于煤岩细小碎裂和裂隙扩大而产生
６
＝＝＝＝
＼－－／＇８ｃ５等＂ｒｒ）
— — — — ：
的电磁辐射在煤岩内传播时的电磁波是低频电磁波。了解了煤岩发生动力灾害时产生和在煤岩传播的电磁波中心频率
科教前哨
科技视界
２１年０月第１期０２５４
ｐ一
相位常数，即单位长度上的相位移量．
／３３３１ｚ６０．Ｈ
为电磁场在煤岩介质中传播的传播系数，即波
数。其中：为衰减系数，ＪＢ为相位常数，真空介电常数，ｏ／－ｔ为真空磁导率，占为介质电导率由相速和折射率可得：，
Ｖ箐埘Ｅ
令 ∞（）ｙ一吾＝
则波动方程的解为：
ＥＥｅ：ｍｅ＝ｅＥｅ ‘ ‘廿
～ —
日＝Ｈ
（时
ｅ
ｍ
ｅ
ｅ
ｅ
电磁波在介质中传播相速为：
：
１理论分析
煤岩电磁辐射的发生具有时间、间的随机性，空频率的不确定性。目前使用的电磁辐射仪基本上采用宽频接收天
煤层中打钻之后钻孔口处的电磁辐射脉冲数将异常增大。何学秋、王恩元等学者认为煤岩等材料的变形以及破裂时所产生电的磁辐射有两种形式：一种是由电荷尤其是试样表面积累电荷所引起的库仑场（或静电场）另一种则是脉冲，

基于小波神经网络的煤岩破裂电磁辐射预测模型研究

基于小波神经网络的煤岩破裂电磁辐射预测模型研究*杨桢，付华，李鑫（辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105）摘要：针对电磁辐射信号的特点，提出用小波神经网络建立煤岩破裂电磁辐射预测模型，用最大最小蚁群算法来训练网络初始参数，改善网络性能，并引入扰动因子和惩罚因子来解决算法的局部收敛和收敛速度慢的问题。

以开滦煤样为例，应用结果表明，该模型精度高、响应快、实时性较好，具有良好的应用前景。

关键词：小波神经网络；电磁辐射；最大最小蚁群算法；预测模型中图分类号：TD326文献标识码：A 文章编号：1001－0874（2012）05－0019－03Research on Electromagnetic Emission Prediction Model in Fractureof Coal and Rock Based on Wavelet Neural NetworkYANG Zhen ，FU Hua ，LI Xin（School of Electrical and Control Engineering ，Liaoning Technical University ，Huludao 125105，China ）Abstract ：Aiming at the features of the electromagnetic emission signal ，an electromagnetic emission predictionmodel in fracture of coal and rock is established by using wavelet neural network．The max-min ant colony algorithm is used to train the initial parameters of network and to improve the performance of network ，and by introducing the disturbance factor and punishment factor to solve local and slow convergence problems of the algorithm．With coal samples of Kailuan as example ，the application results show that the model has high accuracy ，fast response ，better real-timelines and good application prospect．Keywords ：wavelet neural network ；electromagnetic emission ；max-min ant colony algorithm ；prediction model*国家自然科学基金项目（50874059）；辽宁省教育厅基金项目（L2010172）；辽宁省科学技术计划项目（2011229011）0引言实验及理论研究表明，煤岩变形破裂过程中有电磁辐射信号产生。

电磁辐射监测技术在新安煤矿冲击矿压预测中的应用

辐射即脉冲波。在非均匀应力作用下非均质煤岩体
摘
要：随着开采深度增加，冲击矿压问题越来越突出。针对新安矿矿井动力灾害情况，引用电磁辐射监
测技术及使用电磁辐射监测仪对重点区域进行监测，并对检测结果进行分析，进而为预测新安煤矿冲击地压危险性提供技术支持。关键词：电磁辐射；冲击矿压；监测技术
中图分类号：Ｄ２Ｔ３４文献标识码：Ａ文章编号：０ —７８２１）７０２ — ２１５２９【０１０．００００
要影响因素，与应力大小有较好的对应关系，实现种形式：可一种是由电荷引起的库仑场，一种是电磁另
真正的非接触、向、定区域及连续预测。
新安煤矿２００９年７月１３日１８时３０分综三上
巷一５十层右轨道巷受深部地压影响，帮突４０ｍ顶
ＡｐｌａｉｎｏｅｔｏａｎｔｃＲａｉｔｏｏｉｏｉｇｐｉｔｏｆＥｌｃｒｍｇｅｄａｎＭｎｔｒｎｃｉｉ
ＴｅｈｏｏｙｉｎａａｉｅＲｏｋ — ｂｒｔＰｒｄｃｉｎｃｎｌｇｎＸｉｎＣｏｌＭｎｃ — ｕｓｅｉｔｏ
ＰＷｅｌｎＬＵＨｏｇ－ｕｎＵｎ－ｇ，Ｉｎｑａｏ
（．ａｔＥｇｎｅｎｓｔｔｏｅｏｇｉｎ如１ＳｆｙｎｉｒｇＩｔｕｅｅｉｎｉｅｆＨｉｎｊｇｌａｅ
ｏｃｎｅｎｅｈｏｏｙＨｒｉ１０２，ｈｎｆＳｉｃｄＴｃｎｌ，ａｂｅａｇｎ５０７Ｃｉａ；

电磁辐射技术在城山煤矿防冲击地压中的应用

显。
图１
２观测方式
使用ＫＢＤ５型电磁辐射监测仪进行监测２．１工作面测点布置方式：工作面距上出口前５Ｏ米每隔１０米布置一个测点，５０米之后每隔２０米布置一个测点。下巷下出口１００米内每１０米一个测点，１００米以外每２０米布置一个测点（测５个点），共ｌ５个测点。上巷上出口１００米内每１０米一个测点，１００米以外每２０米布置一个测点（测５个点），共１５个测点。２．２观测方法。２．２．１入井前需对仪器进行参数设定。按照厂家根据我矿实际情况所指定的参数进行设定，门限值为５０。２．２．２检查天线输出线两端头间的电阻成，距顶板１０．１２米处有一层厚为０．２３米的煤层，１０．１２米一１９．０５米１９．０５米—３１．６５米由砂岩形成了稳定层。东一３Ｂ样层是否在１．２～２．９１欧姆之间，若小于上诉值，表明天线已短路，若电阻之间为页岩，值很大，表明天线已断路。２．２．３保证仪器电压在１１Ｖ以上方可人井右三面由于受右二面采空区残余应力影响，应力集中在３Ｂ＃层上巷使用。２．２．４按照布好的测点进行监测，将天线的轴向垂直于被测煤岩附近的煤体内部，令受采动应力影响，距工作面２０米范围内，巷道两使用电磁辐射仪对其进行监测，连续监测结表面中心位置，将天线开口缝背离干扰源。天线周围５米内禁止机电帮及顶底板变形较严重，设备工作，避开动力电缆和瓦斯检测线２米以上，如果电缆等干扰源果可以看出，在电磁辐射强度波动非常平稳，最小值为７．２ｍｙ，最大值距天线小于２米，需把电停掉之后再进行监测。２．２．５若监测时数值瞬为９．４ｍｙ，强度值均小于１５ｍｙ，没有发生冲击地压的倾向性。间出现异常，强度值超出临界值，记录下时间和所测批次并观察周围５防范措施是否有干扰源，如电气设备开、停气等，若有干扰源影响，该点需重新５．１东一采区３Ｂ＃层右三面１４５队采煤工作面对该面上巷采取进行监测。２．２．６每天观察ＫＢＤ７型设备的运转情况，如有异常必须立了打钻注水卸压的方法使压力平稳的减小。５．２该面上巷采取了打超超前支护增加到１００米，并打三排柱，穿底梁、打撑子减少巷即进行处理。２．２．７数据监测完毕关闭仪器，升井后及时将测试数据传前支护，帮位移。人ＰＣ机，进行数据处理并打印存档。６结论３电磁辐射仪与矿压的关系电磁辐射和煤的应力状态有关，应力高时电磁幅射信号就强，电通过现场观测和数据分析表明：磁辐射频率就高，应力越高，则冲击危险越大。电磁辐射强度和脉冲６．１电磁辐射信号来自监测区内的煤体和岩石，电磁辐射信号的数两个参数综合反映了煤体前方应力的集中程度的大小，因此可用强度受到煤岩体应力状态和有效监测范围大小的影响，煤体释放的电磁辐射法进行冲击地压预测预报。电磁辐射信号要强于岩体。煤层倾角越大，两帮的稳定性和电磁辐射根据实验室研究及现场研究测定及理论分析表明，煤岩冲击、变信号值差异也越大。６．２煤体长时暴露的电磁辐射分布，该种分布类形破坏的变形值ｓ（ｔ１、释放的能量ｗ（ｔ）与电磁辐射的幅值、脉冲数成型符合经典的工作面应力分布模式，煤体浅部应力已基本释放结束，正比。具体而言就是煤试样在发生冲击ｌ生破坏以前，电磁辐射强度一煤岩已经卸压，电磁辐射水平比较低，往深部经过应力集中区，电磁般在某个值以下，而在冲击破坏时，电磁辐射强度突然增加。煤岩体辐增大，进入原始应力区后电磁辐射强度又稍降低，但其强度高于浅电磁辐射的脉冲数随着载荷的增大及变形破裂过程的增强而增大。表部位。６．３有构造煤层的电磁辐射分布，煤层中有构造时电磁辐射主要是受断层的影响煤体结构比较复杂，内部应力分载荷越大，加载速率越大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也分布很不规律，越强。冲击地压发生前的一段时间，电磁辐射连续增长或先增长，后布紊乱，电磁辐射变化也比较剧烈，电磁辐射强度较高的部位为煤下降。之后又呈增长趋势。这反映了煤岩破坏发生、发展的过程。煤岩层，而较低部位多为硬分层，如矸石，岩石等。６．４在预测预报中采用体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、电磁辐射事件数成正比，与瞬间释的趋势预测法可以直观、有效、简便的预测出潜伏的煤岩动力灾害危险；临界值法可以通过一系列的数据处理进行系统的模糊评价分析，放的能量、变形速度成正比。４实例应用可以确定区域中的预警作用，从而达到预测冲击地压和煤与瓦斯突采煤数据分析。通过采用ＫＢＤ５电磁辐射仪对东一３＃层右三面出等煤岩动力灾害。６．５从数据图中可以直接的反应出不同测点在不开采过程的监测情况，从图１，２趋势图可以分析出，初次来压为同时期的电磁信号波动趋势情况，根据电磁信号的变化趋势进行分４２ — ４５米，周期来压步距为４０ — ４５米，来压时放慢割煤速度，加强观析，可以判断出煤岩体中高应力的集中区域、顶板断裂及周期来压和测，并采取有效的措施来预防冲击地压。东一３Ｂ＃层右三面上巷标高采空区顶板冒落等煤岩动力现象。６３４，底板为砂岩，顶板与３Ｃ煤间距为１．６６米，由砂岩、砂页岩组

电磁辐射技术在预测煤与瓦斯突出方面的应用

１我国突出预测的现状
目前，国的突出预测分为区域性预测和工作我面预测两类。前者的任务是确定矿井、层和煤层煤区域的危险性，这种预测也可称为长期预测；者的后任务是在前者的基础上，时预测局部地点即采掘及工作面附近煤体的突出危险性。根据突出预测过程及其连续性，作面预测又可分为静态（不连续）工或和动态（或连续）类预测方法。两静态法是指从工作面煤体中提取煤体或瓦斯在某一时刻所处状态的某种量化指标而确定危险性的方法，不连续的点预测方法。静态法都是通过钻是孔来实现的，因此又可称为钻孔法。静态法预测突出的准确性在很大程度上取决于钻孔布置及预测时
２电磁辐射预测技术
电磁辐射预测是新型非接触突出预测方法，具有测试简单、测试时间短、需打钻、试费用低等不测优点。突出的非接触连续预测是近年来发展重点。煤岩电磁辐射（ＭＥ）煤体受载变形破裂过Ｅ是程中向外辐射电磁能量的一种现象，与煤体的变形破裂过程密切相关。电磁辐射信息综合反映了突出
工作面空间涌出，２种过程均会引起电磁辐射。这由松驰区域到应力集中区，力及瓦斯压力越应
收稿日期：０７— ７— ３２００２

电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用

WANG Enyuan1,2,3, LIU Xiaofei1,3, LI Z honghui1,3, HE Xueqiu1,3 (1.Fa cult y of Safety Engineer ing, China University of Mining a nd Technology, Xuzhou 221116, China ;
第5期
王恩元，等：电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用
6 43
1 电磁辐射监测技术及装备
2 煤岩电磁辐射技术应用
在实验和理论研究的基础上，提出了电磁辐射预测煤岩动力灾害的技术方法，发明了 KBD5 便携式和 KBD7 在线式煤岩动力灾害电磁辐射监测仪（见图 1），进行煤岩动力灾害的监测预报.
0引言
国内外的研究成果均表明，电辐射技术是一
在煤矿采掘过程中，伴随有冲击地压、煤与瓦斯突出和突水等煤岩动力灾害现象.目前我国有不少矿井已经进入了深部开采，采场地应力增高，加上煤炭赋存条件复杂（如构造、瓦斯等）的影响，冲击地压、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害变得更加复杂和严重，其发生次数和强度亦日趋严重，对矿井高效生产和人员安全造成了严重的影响.要对冲击地压和煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害进行有效的预防和治理，首先要进行有效的预测.
2. Sta t e K ey Labor at or y of Coa l Resour ces and Mine Safet y, Xuzhou 221116, China; 3. Key L abor a tor y of Ga s and F ire Cont r ol for Coal Mines, Xuzhou 221116, China ） Abstract: In order to effectively and accurately forecast the coal and rock dynamic disasters, based on the in-depth studies on the generation mechanism, characteristics and rules of electromagnetic radiation (EMR) of coal and rock, this study proposed an EMR monitoring and warning method, and developed the EMR detectors of Type KBD5 and Type KBD7. The applications of the EMR technology include the prediction of coal and rock dynamic disasters, such as coal and gas outburst, rockburst, and the monitoring of goaf roof stability, the stress of surrounding rocks, and the determination on the width of relief area. Key wor ds: coal and rock; dynamic disasters; electromagnetic radiation; rock burst; coal and gas outburst; roof stability; monitoring; warning

电磁辐射作用下煤中自由基影响瓦斯突出的研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙｃｏａｌａｎｄｍｅｔｈａｎｅｏｕｔｂｕｒｓｔｄｉｓａｓｔｅｒｓｓｔｉｌｌｒｅｍａｉｎｓｅｒｉｏｕｓｌｙ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅａｉｍｓａｔｌｏｏｋｉｎｇｆｏｒｔｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆｍｅｔｈａｎｅｆｒｏｍｔｈｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏａ１．Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｅｒａｃ — ｔｉｏｎｓｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｃｏａｌａｎｄｍｅｔｈａｎｅｏｕｔｂｕｒｓｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｍｐａｃｔａｒｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄａｎｄａｓｅｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｃｈｅｍｅｉｓｓｅｔｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｆｒａｃｔｕｒｅａｎｄｂｏｎｄｏｆＣＨ３一．ＣＨ２＝ＣＨ — ａｎｄＨ —ａｎｄｃｒｅａｔｉｎｇｎｅｗｍｅｔｈａｎｅ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙｏｆｓｅａｍｍｅｔｈａｎｅｄｉｓａｓｔｅｒｐｒｅｖｅｎ－ｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｉｎｎｏｖａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｏａｌａｎｄＭｅｔｈａｎｅＯｕｔｂｕｒｓｔ；ＦｒｅｅＲａｄｉｃａｌ；ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＲａｄｉａｔｉｏｎ

基于小波神经网络的煤岩破裂电磁辐射预测模型研究

ＯａｎｆＣｏｌａｄＲｏｃｓａｅｅｋＢａｅｄｏｎＷｖｌｔＮｅｕａｌＮｅｗｏｋｒｔｒ
ＹＡＮＧｅＺｈｎ，ＦＵａ，ＬｎＨｕＩＸｉ
（ｃｏｌｆｌｃｉａａｄＣｎｒｌｎｉｅｒｇＬａｎｎｅｈｉｌｎｅｉ，ｕｕａ２１５，ｈｎ）ＳｈｏｏＥｅｔｃｌｎｏｔｇｎｅｉ，ｉｉＴｃｎａＵｉｒｔＨｌｄｏ１５０ＣｉｒｏＥｎｏｇｃｖｓｙａ
２１０２年第５期
煤

矿
机电
・９・１
基于小波神经网络的煤岩破裂电磁辐射预测模型研究术
杨桢，华，付李鑫
（辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，宁葫芦岛１５０）辽２１５
摘要：针对电磁辐射信号的特点，出用小波神经网络建立煤岩破裂电磁辐射预测模型，最提用
关键词：小波神经网络；电磁辐射；最大最小蚁群算法；测模型预中图分类号：Ｄ２Ｔ３６文献标识码：Ａ文章编号：０ — ８４２１）５— ０９— ３１１０７（０２００１００
ＲｅｅｒｈｏｌｃｒｍａｎｔｍｉｓｏｅｉｉｎＭｏｅｎＦａｔｒｓａｃｎＥｅｔｏｇｅｉＥｓｉｎＰｒｄｃｏｄｌｒｃｕｅｃｔｉ
ｒａ・ｉｅｉｅｎｏｄａｐｉａｉｎｐｏｐｃ．ｅｌｔｌｎｓａｄｇｏｐｌｃｔｏｒｓｅｔｍ

《2024年煤岩电磁辐射理论与技术新进展》范文

《煤岩电磁辐射理论与技术新进展》篇一一、引言随着煤炭资源的开采深度不断增加，煤岩层的地质条件日益复杂，煤岩电磁辐射技术在煤炭开采、地质勘探等领域的应用越来越广泛。

煤岩电磁辐射技术以其非接触、高效率、高精度的特点，为煤炭资源的安全、高效开采提供了重要的技术支持。

本文将就煤岩电磁辐射理论及技术的新进展进行详细阐述。

二、煤岩电磁辐射基本理论煤岩电磁辐射是指煤岩层在受到外力作用时，产生的电磁波辐射现象。

其基本原理是：煤岩层在受到外力作用时，内部结构发生变化，产生应力场和电场，进而产生电磁波辐射。

煤岩电磁辐射的强度、频率等特征参数与煤岩层的物理性质、地质构造等因素密切相关。

三、煤岩电磁辐射技术发展历程早期煤岩电磁辐射技术主要应用于地质勘探领域，通过测量电磁辐射信号，推断煤岩层的物理性质和地质构造。

随着技术的不断发展，煤岩电磁辐射技术逐渐应用于煤炭开采领域，实现了对矿井工作面的实时监测和预警。

近年来，随着传感器技术、信号处理技术等的不断进步，煤岩电磁辐射技术的精度和稳定性得到了进一步提高。

四、煤岩电磁辐射技术新进展1. 传感器技术的进步：随着传感器技术的不断发展，煤岩电磁辐射传感器的灵敏度、稳定性、抗干扰能力等得到了显著提高。

新型传感器能够更准确地测量电磁辐射信号，提高了数据的可靠性和准确性。

2. 信号处理技术的改进：信号处理技术是煤岩电磁辐射技术的关键技术之一。

近年来，数字信号处理技术、小波分析、神经网络等技术在煤岩电磁辐射信号处理中得到了广泛应用，有效地提高了信号的信噪比和分辨率。

3. 多参数联合监测技术的应用：多参数联合监测技术是煤岩电磁辐射技术的重要发展方向。

通过同时监测多个物理量（如电磁辐射、声发射、温度等），可以更全面地反映煤岩层的物理性质和地质构造，提高了监测的准确性和可靠性。

4. 实时监测与预警系统的建设：实时监测与预警系统是煤岩电磁辐射技术应用的重要环节。

通过建立完善的监测网络和预警系统，可以实现对矿井工作面的实时监测和预警，有效预防和控制矿井灾害的发生。

煤岩破坏电磁辐射定位技术方法

煤岩破坏电磁辐射定位技术方法宋大钊;何学秋;韦梦菡;娄全;刘洋【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2022(47)10【摘要】煤岩电磁辐射技术作为一种无损、实时、非接触、前兆性强的地球物理监测方法,在煤岩结构稳定性及应力状态评估、煤岩动力灾害监测预警中发挥了重要作用。

然而,当前该技术主要通过电磁前兆信号时序变化预警煤岩动力灾害,不能实现对灾害孕灾区域的定位,无法指导防治措施精准实施,从而制约了该技术的发展应用。

对此,围绕煤岩破坏电磁辐射定位技术方法开展了系统研究。

基于磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应,研发了新型电磁矢量传感器,传感器在三轴方向上具有显著的独立性,互不干扰,对夹角余弦的响应表现出高线性度,为煤岩破坏电磁辐射定位奠定了基础,揭示了煤岩破坏电磁辐射的矢量特性。

三分量电磁信号在时域上同步到达,波形存在明显差异,频域上信号主频一致,幅频分布相似,可视为主破裂产生的电磁场在3个方向上的分量。

基于煤岩破坏发生时电荷分离、运动的过程,建立了等效的电磁辐射场源模型和煤岩破坏电磁辐射定位方程,并进行了数值模拟和实验验证,定位效果理想。

研究成果是煤岩电磁辐射监测技术领域的原始创新,初步将该技术从预测“危险是否会发生?”拓展到预测“危险将在何处发生?”。

研究旨在推动煤矿动力灾害监测预警技术装备的升级与创新,为我国煤矿智能化发展提供支撑。

【总页数】14页(P3654-3667)【作者】宋大钊;何学秋;韦梦菡;娄全;刘洋【作者单位】北京科技大学大安全科学研究院;北京科技大学金属矿山教育部重点实验室;北京科技大学土木与资源工程学院;中安安全工程研究院;河南城建学院市政与环境工程学院【正文语种】中文【中图分类】TD326;P631【相关文献】1.基于ANN的煤岩破坏电磁辐射预测研究2.利用煤岩破坏电磁辐射特性测定煤岩卸压带的研究3.煤岩变形破坏电磁辐射规律及其应用研究4.煤岩破坏电磁辐射信号的短时分形模糊滤波5.煤岩体破坏过程中电磁辐射与能量耗散耦合分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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煤岩电磁辐射理论与技术新进展
煤岩电磁辐射理论与技术新进展
近年来，随着科技的飞速发展，煤矿作为我国主要能源资源之一，其开采与利用过程中对煤岩电磁辐射的研究也越发重要起来。

煤岩电磁辐射作为煤矿工作面安全生产的一项重要技术指标，对实现煤矿安全高效开采起着关键作用。

本文将从理论与技术两个方面，介绍煤岩电磁辐射的新进展。

一、煤岩电磁辐射理论新进展
煤岩作为一种具有电磁性质的介质，其内部含有煤层和岩石两种不同材料，因此其电磁特性复杂多样。

近年来，煤岩电磁辐射理论研究取得了许多新进展。

首先，煤岩电磁辐射机理的理论研究取得了重要突破。

通过深入分析煤层和岩石的电磁性质，并结合煤矿工作面的实际情况，建立了更加准确、细致的煤岩电磁辐射机理模型。

其中，煤层的孔隙结构、矿物组成以及含水率等因素，对煤岩电磁辐射的影响作用得到了更为全面的认识。

此外，岩石的矿物成分、孔隙率等因素也被纳入了考虑范围，形成了一套较为完整的煤岩电磁辐射机理理论。

其次，煤岩电磁辐射信号的数学建模方法取得了重要突破。

通过采集大量的电磁信号数据，并结合信号处理方法，不仅能够更加准确地对煤岩电磁辐射信号进行分析，还能够对其进行预测和预警。

此外，还引入了机器学习和模式识别等方法，通过对大量数据的学习和训练，能够更好地提取煤岩电磁辐射信号特征，为实时监测和预测提供了更为可靠的依据。

三、煤岩电磁辐射技术新进展
除了理论研究，煤岩电磁辐射技术也在近年来取得了许多
新进展。

首先，煤岩电磁辐射监测技术得到了较大提升。

采用先进的传感器和数据采集设备，能够准确地获取煤矿工作面的电磁辐射信号，并实时传输到监控中心。

监测系统还可以通过与其他系统的集成，如瓦斯抽放系统、地下水防治系统等，实现多种数据的联动分析，提高对煤矿安全状况的全面监测水平。

其次，煤岩电磁辐射预测技术得到了较大突破。

通过对历史数据和实时监测数据的分析，结合数学模型和算法，能够预测煤矿工作面电磁辐射的变化趋势和潜在风险。

预测结果能够提前发现异常情况，并采取相应的措施进行安全处理，有效避免了事故的发生。

最后，煤岩电磁辐射防治技术也得以加强。

通过煤层注水、煤岩稳定措施等手段，能够减少煤岩电磁辐射的产生和扩散。

同时，采用高抗干扰的电磁传感器，能够有效地测量和监控煤岩电磁辐射的变化，为安全工作提供重要依据。

综上所述，煤岩电磁辐射理论与技术在近年来取得了重要进展，通过对煤岩电磁特性进行理论研究，建立了更为准确的辐射机理模型。

同时，通过引入先进的监测、预测和防治技术，能够实现对煤岩电磁辐射的实时监测和动态控制，为煤矿安全生产提供了有力支撑。

但是值得注意的是，煤岩电磁辐射的研究还有许多待解决的问题，如对大尺度岩体电磁响应的建模、不同工作面电磁辐射属性的比较等，需要进一步加强研究力度。

同时，还需要结合实际生产要求，不断完善煤岩电磁辐射监测预测技术，提高其实用性和可靠性。

相信随着技术的不断创新和发展，煤岩电磁辐射理论与技术将为煤矿安全生产发挥更大的作用
总之，煤岩电磁辐射理论与技术在煤矿安全生产中的应用前景广阔。

通过对电磁辐射特性的深入研究，我们可以更好地了解煤岩的电磁行为，并通过监测、预测和防治技术实现对煤岩电磁辐射的实时监测和动态控制。

这将为煤矿安全生产提供重要的支撑和保障。

然而，仍有许多待解决的问题需要进一步研究和完善，我们需要加强对大尺度岩体电磁响应的建模和不同工作面电磁辐射属性的比较等方面的研究。

同时，还需要结合实际生产要求，不断改进和完善煤岩电磁辐射监测预测技术的实用性和可靠性。

相信随着技术的不断创新和发展，煤岩电磁辐射理论与技术将发挥更大的作用，为煤矿安全生产做出更大的贡献。

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