移动式煤岩电磁辐射监测系统

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。

目录第一章总则 (2)第二章系统报警及应急处理程序 (3)第三章系统设计 (4)第四章信息处理 (5)第五章使用与维护 (6)第六章装置的报废 (8)第七章监测系统配件 (9)第九章技术资料 (10)第十章考核 (11)3、监测和记录等存在弄虚作假现象。

(11)神华新疆能源有限责任公司电磁辐射监测系统管理实施细则第一章总则第1条为规范神华新疆能源有限责任公司电磁辐射监测系统的管理，确保监测系统稳定、可靠、准确、有效的运行，充分发挥其作用，特制定《神华新疆能源有限责任公司电磁辐射监测系统管理实施细则》（以下简称《细则》）。

第2条本《细则》依据《煤矿安全监控系统通用系统要求》（AQ6201-2006）、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1026-2007）、《煤矿安全监控系统软件技术要求》（MT/T1008-2006）、《KBD5便携式煤岩动力灾害电磁辐射监测作业规程及注意事项》以及有关文件规定编制。

第3条本《细则》适用于神华新疆能源有限责任公司范围内使用电磁辐射监测系统的矿井（包括基建和改扩建矿井）。

矿长、总工程师对贯彻执行本《细则》负全面责任。

各矿井应根据本《细则》，结合本单位具体条件制定相应管理办法，报公司备案。

第4条电磁辐射监测系统实行“统一规划建设，分级维护管理，专业分工负责”的原则，神新公司煤矿电磁辐射监测系统由公司负责统一规划、建设和监督；使用电磁辐射监测系统的矿井负责日常管理和维护；必须保证矿级电磁辐射监测系统正常运行，并通过信息网络传递真实有效的监控数据。

公司科技中心负责电磁辐射监测系统的后台维护技术支持、软件升级和对各生产矿井电磁辐射监测系统日常管理维护的指导；公司生产技术部负责技术指导；公司生产指挥中心负责协调监督管理；公司安监局负责督察；电力通讯公司负责信息网络的维护，保证数据正常传输。

第5条使用电磁辐射监测系统的矿井如需对系统进行补套扩充，必须提交书面报告及其设计说明书，经公司批准方可进行。

矿井冲击地压防范知识问：矿井为什么会发生冲击地压?答：冲击地压又俗称岩爆、煤爆或煤炮，是指井巷或工作面四周煤岩体内的弹性变形能，在外界因素的触发下，其平衡状态遭到破坏，向自由空间突然释放能量的动力现象，它是矿山压力显现的一种特别形式，伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。

发生冲击动力破坏从地应力上解释其根本原因是因为随采深增大而使得原岩应力增加，以及由于开采影响而引起的次生应力叠加而产生煤柱应力集中区。

主要有以下几方面原因：一是煤层本身具有冲击倾向性，而且开采深度已达到5－8米，开采深度的加大使地应力增加，原岩应力增大，冲击危险性增加;二是开采程序不合理，在采面和巷道布置上人为形成应力集中区或孤岛煤柱开采，应力高度集中诱发冲击地压；三是部分煤层顶板坚硬、整体性强，或直接顶厚度适中、与老顶组合性好、不易冒落，造成冲击危险较大；四是各别煤层倾角和厚度局部突然变化，形成局部地质构造应力积聚地带，引发冲击地压；五是对冲击地压猜测预报不到位、不准确，解危措施不得利。

问：为什么要对冲击地压进行治理，其危害有哪些?答：在自然地质条件下，除褐煤以外的各煤种，采深从2m～10m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不管水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采纳全部垮落法或是水力充填法，是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，都发生过冲击地压。

冲击地压具有很大的破坏性、突发性、瞬时性等特点，发生前一般无显然前兆，冲击过程短暂，继续时间为几秒到几十秒。

往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。

部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，大部分震级在2级以上，伴有庞大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。

是一种威胁煤矿安全生产严重灾害之一，也是煤矿生产和技术管理中的难题之一，是导致煤与瓦斯特别恶性事故的源动力。

收稿日期：2012－04－16作者简介：郝延坤（1981—），男，河南叶县人，硕士，2011年毕业于中国矿业大学，现从事瓦斯治理和防突工作。

Lyapunov 指数在电磁辐射预测煤矿动力灾害中的应用郝延坤，张浩权，刘泽平（河南平宝煤业有限公司，河南襄城461714）摘要：电磁辐射指标综合反映了煤岩动力系统演变情况。

为了讨论电磁辐射时间序列是否具有混沌特征，实现电磁辐射的预报，提前了解煤岩体未来的动力变化情况，利用在线式电磁辐射监测仪KBD7对掘进煤巷进行了跟踪监测，用小数据量方法计算了实测电磁辐射时间序列的最大Lyapunov 指数，结果表明其具有混沌特征，电磁辐射短期内可以预测，适当选择样本容量和排除干扰可以提高预测精度。

关键词：煤岩动力灾害；电磁辐射；Lyapunov 指数；混沌中图分类号：TD324文献标志码：A文章编号：1003－0506（2012）08－0007－03Application of Lyapunov Exponent in Forecasting Dynamic Disaster of Coal Mine by Electromagnetic RadiationHao Yankun ，Zhang Haoquan ，Liu Zeping（Henan Pingbao Coal Industry Co．，Ltd．，Xiangcheng 461714，China ）Abstract ：The evolution of the coal and rock dynamic system can be reflected by the electromagnetic radiation （EMR ）indexes．To dis-cuss whether EMR time series have chaotic characteristics ，realize the forecasting of EMR ，and to understand the dynamic changes of coal and rock in the future ，a roadway was monitored by on-line electromagnetic radiation monitor （KBD7）during the excavation．The largest Lyapunov exponent of monitored EMR time series was calculated based on method of small data sets ，the results show that the EMR time series have chaotic characteristics ，EMR can be predicted in short term ，the precision can be improved by eliminating inter-ference and choosing the appropriate sample size．Keywords ：dynamic disaster of coal and rock ；EMR ；Lyapunov exponent ；chaos煤岩动力灾害现象是煤岩体在载荷作用下变形破裂逐渐演化而发生的突发性破坏或失稳现象，具有破坏性和灾害后果［1］。

《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。