煤礦沖擊地壓基礎(chǔ)知識(shí)
一、什么是沖擊地壓?
沖擊地壓又稱巖爆，是指井巷或工作面周?chē)鷰r體，由于彈性變形能的瞬時(shí)釋放而產(chǎn)生突然劇烈破壞的動(dòng)力現(xiàn)象，常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等現(xiàn)象。它具有很大的破壞性，是煤礦重大災(zāi)害之一。
1992年以前，我國(guó)有50余個(gè)煤礦發(fā)生了沖擊地壓。比較突出的有北京礦務(wù)局門(mén)頭溝煤礦、撫順礦務(wù)局龍風(fēng)煤礦、棗莊礦務(wù)局陶莊煤礦、大同礦務(wù)局忻州窯煤礦、四川省天池煤礦和新汶礦務(wù)局華豐煤礦等。2008年6月5日15時(shí)57分，河南省澠池縣果園鄉(xiāng)附近發(fā)生3.5級(jí)地震，3分鐘后，義煤集團(tuán)公司千秋煤礦突發(fā)沖擊地壓，造成750米至850米處巷道瞬間被毀，正在該段修理巷道的20名礦工被困井下。沖擊地壓發(fā)生后，義煤集團(tuán)公司迅速成立了搶險(xiǎn)救災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)小組，緊急啟動(dòng)應(yīng)急救援預(yù)案，實(shí)施搶險(xiǎn)救援。至6月6日4時(shí)，20名被困礦工中9人死亡，11人獲救。
世界上幾乎所有國(guó)家都不同程度地受到?jīng)_擊地壓的威脅。1783年，英國(guó)在世界上首先報(bào)道了煤礦中所發(fā)生的沖擊地壓現(xiàn)象。以后在前蘇聯(lián)、南非、德國(guó)、美國(guó)、加拿大、印度、英國(guó)等幾十個(gè)國(guó)家和地區(qū)，沖擊地壓現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
在我國(guó)，沖擊地壓最早于1933年發(fā)生在撫順勝利煤礦。以后，隨著開(kāi)采深度的增加和開(kāi)采范圍的不斷擴(kuò)大，北京、撫順、棗莊、開(kāi)灤、大同、北票、南桐等礦區(qū)的許多礦井，都先后有沖擊地壓現(xiàn)象發(fā)生。
二、沖擊地壓成因的機(jī)理
1、強(qiáng)度理論
該理論認(rèn)為，沖擊地壓發(fā)生的條件是礦山壓力大于煤體——圍巖力學(xué)系統(tǒng)的綜合強(qiáng)度。其機(jī)理為：較堅(jiān)硬的頂?shù)装蹇蓪⒚后w夾緊，阻礙了深部煤體自身或煤體。由于平行于層面的摩擦阻力和側(cè)向阻力阻礙了煤體沿層面的移動(dòng)，使煤體更加壓實(shí)，承受更大的壓力，積蓄較多的彈性能。從極限平衡和彈性能釋放的意義上來(lái)看，夾持起了閉鎖作用。在煤體夾持帶內(nèi)，壓力高，并儲(chǔ)存有相當(dāng)高的彈性能，高壓帶和彈性能積聚區(qū)可位于煤壁附近。一旦高應(yīng)力突然加大或系統(tǒng)阻力突然減小時(shí)，煤體可產(chǎn)生突然破壞和運(yùn)動(dòng)，拋向已采空間，形成沖擊地壓。
2、能量理論
該理論認(rèn)為：當(dāng)?shù)V體與圍巖系統(tǒng)的力學(xué)平衡狀態(tài)破壞后所釋放的能量大于其破壞所消耗能量時(shí)，就會(huì)發(fā)生沖擊地壓。剛性理論也是一種能量理論，它認(rèn)為發(fā)生沖擊地壓的條件是：礦山結(jié)構(gòu)(礦體)的剛度大于礦山負(fù)荷系(圍巖)的剛度，即系統(tǒng)內(nèi)所儲(chǔ)存的能量大于消耗于破壞和運(yùn)動(dòng)的能量時(shí)，將發(fā)生沖擊地壓。但這種理論并未得到充分證實(shí)，即在圍巖剛度大于煤體剛度的條件下也發(fā)生了沖擊地壓。
3、沖擊傾向理論
該理論認(rèn)為：發(fā)生沖擊地壓的條件是煤體的沖擊傾向度大于實(shí)驗(yàn)所確定的極限值?？衫靡恍┰囼?yàn)或?qū)崪y(cè)指標(biāo)對(duì)發(fā)生沖擊礦壓可能程度進(jìn)行估計(jì)或預(yù)測(cè)，這種指標(biāo)的量度稱為沖擊傾向度。其條件是：介質(zhì)實(shí)際的沖擊傾向度大于規(guī)定的極限值。
上述三種理論提出了發(fā)生沖擊地壓的三個(gè)準(zhǔn)則，即強(qiáng)度準(zhǔn)則、能量準(zhǔn)則和沖擊傾向度準(zhǔn)則。其中強(qiáng)度準(zhǔn)則是煤體破壞準(zhǔn)則，能量準(zhǔn)則和沖擊傾向度準(zhǔn)則是突然破壞準(zhǔn)則。三個(gè)準(zhǔn)則同時(shí)成立，才是產(chǎn)生沖擊地壓的充分必要條件。
4、失穩(wěn)理論
近年我國(guó)一些學(xué)者認(rèn)為：根據(jù)巖石全應(yīng)力——應(yīng)變曲線，在上凸硬化階段，煤、巖抗變形(包括裂紋和裂縫)的能力是增大的，介質(zhì)是穩(wěn)定的;在下凹軟化階段，由于外載超過(guò)其峰值強(qiáng)度，裂紋迅速傳播和擴(kuò)展，發(fā)生微裂紋密集而連通的現(xiàn)象，使其抗變形能力降低，介質(zhì)是非穩(wěn)定的。在非穩(wěn)定的平衡狀態(tài)中，一旦遇有外界微小擾動(dòng)，則有可能失穩(wěn)，從而在瞬間釋放大量能量，發(fā)生急劇、猛烈的破壞，即沖擊地壓。由此，介質(zhì)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是發(fā)生沖擊的重要條件之一。雖然有時(shí)外載未達(dá)到峰值強(qiáng)度，但由于煤巖的蠕變性質(zhì)，在長(zhǎng)期作用下其變形會(huì)隨時(shí)間而增大，進(jìn)入軟化階段。這種靜疲勞現(xiàn)象，可以使介質(zhì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在失穩(wěn)過(guò)程中，系統(tǒng)所釋放的能量可使煤巖從靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)過(guò)程，即發(fā)生急劇、猛烈的破壞。
三、我國(guó)煤礦沖擊地壓特征
1、突發(fā)性。發(fā)生前一般無(wú)明顯前兆，沖擊過(guò)程短暫，持續(xù)時(shí)間為幾秒到幾十秒。
2、一般表現(xiàn)為煤爆(煤壁爆裂、小塊拋射)。淺部沖擊(發(fā)生在煤壁2m~6m范圍內(nèi)，破壞性大)和深部沖擊(發(fā)生在煤體深處，聲如悶雷，破壞程度不同)。最常見(jiàn)的是煤層沖擊，也有頂板沖擊和底板沖擊，少數(shù)礦井發(fā)生了巖爆。在煤層沖擊中，多數(shù)表現(xiàn)為煤塊拋出，少數(shù)為數(shù)十平方米煤體整體移動(dòng)，并伴有巨大聲響、巖體震動(dòng)和沖擊波。
3、具有破壞性。往往造成煤壁片幫、頂板下沉、底鼓、支架折損、巷道堵塞、人員傷亡。
4、具有復(fù)雜性。在自然地質(zhì)條件上，除褐煤以外的各煤種，采深從200m~1000m，地質(zhì)構(gòu)造從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，煤層厚度從薄層到特厚層，傾角從水平到急斜，頂板包括砂巖、灰?guī)r、油母頁(yè)巖等，都發(fā)生過(guò)沖擊地壓;在采煤方法和采煤工藝等技術(shù)條件方面，不論水采、炮采、普采或是綜采，采空區(qū)處理采用全部垮落法或是水力充填法，是長(zhǎng)壁、短壁、房柱式開(kāi)采或是柱式開(kāi)采，都發(fā)生過(guò)沖擊地壓，只是無(wú)煤柱長(zhǎng)壁開(kāi)采法沖擊次數(shù)較少。
四、煤礦沖擊地壓的解危措施
在煤層開(kāi)采中，生產(chǎn)地質(zhì)條件極為復(fù)雜。因此，在煤層開(kāi)采過(guò)程中必須對(duì)這些地段進(jìn)行及時(shí)處理，以保證安全生產(chǎn)。這種對(duì)已形成沖擊危險(xiǎn)或具有潛在沖擊危險(xiǎn)地段的處理措施稱為解危措施。
按照沖擊地壓發(fā)生的強(qiáng)度條件和能量條件，工作面附近煤層被頂?shù)装寰o緊地夾持著，承受極高的載荷，雖并未破碎，卻積聚大量的變形能。這時(shí)煤體和圍巖形成的三軸壓縮應(yīng)力與礦山壓力處于臨界平衡狀態(tài)。采取的各種卸壓解危措施，正是為了減緩這種臨界狀態(tài)，把夾持狀態(tài)下煤層的側(cè)向約束解除掉，使已形成的局部高壓力分散轉(zhuǎn)移到較廣區(qū)域。由于卸壓措施造成煤體局部破裂，降低了強(qiáng)度，應(yīng)力重新分布，從而釋放或降低了煤巖體中的彈性能，使工作面前方一定范圍內(nèi)成為安全區(qū)。
1、誘發(fā)爆破誘發(fā)爆破是在監(jiān)測(cè)到有沖擊危險(xiǎn)的情況下，利用較多藥量進(jìn)行爆破，人為地誘發(fā)沖擊地壓，使沖擊地壓發(fā)生在一定的時(shí)間和地點(diǎn)，從而避免更大損害的一種解危措施。
2、實(shí)行誘發(fā)爆破必須慎重行事。作為輔助手段，誘發(fā)爆破只有在存在嚴(yán)重沖擊危險(xiǎn)的情況下，其他方法無(wú)效或無(wú)法實(shí)施時(shí)才應(yīng)用。實(shí)施地點(diǎn)多用于煤柱回收時(shí)，與鉆屑法檢測(cè)孔配合互用?？拙?m~5m，孔深按沖擊危險(xiǎn)區(qū)范圍確定。可平行走向或傾斜布置，也可混合布置。一般采用深孔爆破法，鉆大量較長(zhǎng)的鉆孔直達(dá)高應(yīng)力帶。采用大藥量、集中裝藥和同時(shí)引爆的方法，以便使煤巖體強(qiáng)烈震動(dòng)，誘發(fā)沖擊地壓，或造成煤體強(qiáng)烈卸壓、釋放能量，把高應(yīng)力帶移向煤體深部。集中爆破的藥量越多，誘發(fā)沖擊地壓的可能性越大。因?yàn)檫@樣在煤體中造成的動(dòng)應(yīng)力就大，動(dòng)應(yīng)力疊加在原來(lái)存于煤體中的靜應(yīng)力上的總和越大，超過(guò)臨界應(yīng)力值機(jī)會(huì)就愈多，就會(huì)誘發(fā)沖擊地壓。
實(shí)施誘發(fā)爆破應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定施工。實(shí)施前必須采用鉆屑法確定沖擊危險(xiǎn)地點(diǎn)，加固支架，掩護(hù)或撤出機(jī)械設(shè)備及電纜工具等。爆破時(shí)必須設(shè)專(zhuān)人警戒所有通往爆破地點(diǎn)的通道。躲炮半徑不得小于150m，躲炮時(shí)間30min以上。
誘發(fā)爆破應(yīng)作為爆破卸壓的輔助手段，用于特殊情況下。其效果是有限的，不能保證按時(shí)誘發(fā)，有時(shí)一小時(shí)后才發(fā)生沖擊地壓。而且大藥量同時(shí)引爆，必然造成一定程度的破壞作用，所以要慎重行事。
2、爆破卸壓
爆破卸壓是指對(duì)形成沖擊危險(xiǎn)的煤體，用爆破方法減緩其應(yīng)力集中程度的一種解危措施。實(shí)施爆破卸壓應(yīng)采取深孔爆破方法，孔深應(yīng)達(dá)到支承壓力峰值區(qū)。裝藥位置越靠近峰值區(qū)，炸藥威力越大，爆破解除煤層應(yīng)力的效果越好。該法適用于頂板比較完整的條件下或作為煤層注水時(shí)的輔助措施。
爆破卸壓能同時(shí)局部解除沖擊地壓發(fā)生的強(qiáng)度條件和能量條件，即在有沖擊地壓危險(xiǎn)的工作面卸壓和在近煤壁一定寬度的條帶內(nèi)破壞煤的結(jié)構(gòu)(但不落煤)，使它不能積聚彈性能或達(dá)不到威脅安全的程度。這樣在工作面前方形成一條卸壓保護(hù)帶，隔絕了工作空間處于煤層深處的高應(yīng)力區(qū)。顯然，從防治沖擊地壓的角度看，應(yīng)用盡量多的炸藥爆破出盡量寬的保護(hù)帶，但實(shí)際上要達(dá)到這個(gè)目的，目前技術(shù)條件還不夠。不過(guò)根據(jù)多年的觀測(cè)實(shí)踐證明，如果能保證在工作面前方和巷道兩幫始終保持一個(gè)寬5m~10m的保護(hù)帶，就能防止沖擊地壓的危害。
可以采用爆破斷頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行爆破卸壓，即在待采煤層隔離煤柱一側(cè)的老采空區(qū)內(nèi)，對(duì)采空區(qū)頂板內(nèi)造成寬約6m、深約6m~8m的斷溝，用以削弱采空區(qū)與待采區(qū)之間的頂板連續(xù)性、減小待采煤層開(kāi)采時(shí)的應(yīng)力集中，以消除沖擊地壓危害。
爆破參數(shù)和施工工藝應(yīng)按《沖擊地壓煤層安全開(kāi)采暫行規(guī)定》確定。
爆破卸壓屬于內(nèi)部爆破，主要物理作用是使煤層產(chǎn)生大量裂隙。試驗(yàn)表明，爆破使炮孔周?chē)纬善扑閰^(qū)和裂隙區(qū)，破碎區(qū)遠(yuǎn)小于裂隙區(qū)。徑向裂隙穿過(guò)切向裂隙，說(shuō)明徑向裂隙擴(kuò)展在前，切向裂隙形成在后。炸藥爆炸后，沖擊波首先使煤體破裂。繼之爆破產(chǎn)生氣體進(jìn)一步使煤體破裂，在氣體壓力作用下，煤體沿徑向移動(dòng)，形成切向拉應(yīng)力，產(chǎn)生徑向拉破裂。隨著裂隙的擴(kuò)展，氣體通過(guò)裂隙擴(kuò)散到煤體中，與煤體產(chǎn)生熱交換。同時(shí)，氣體的體積增大，而溫度和壓力下降。當(dāng)裂隙前端的應(yīng)力強(qiáng)度小于斷裂韌性時(shí)，裂隙停止擴(kuò)展。當(dāng)壓力小于臨界值時(shí)，因原先受壓貯存于煤體中的彈性能釋放，使煤體向炮孔中心移動(dòng)，在煤體中產(chǎn)生徑向拉伸作用，導(dǎo)致切向破裂。但徑向裂隙的擴(kuò)展遠(yuǎn)大于切向裂隙。造成煤層性質(zhì)變化的主要因素是徑向裂隙。
根據(jù)彈塑性理論，把采煤工作面簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變的力學(xué)模型。以龍風(fēng)煤礦采煤工作面為例的計(jì)算結(jié)果表明，爆破卸壓使煤壁前方的支承壓力重新分布，應(yīng)力梯度變小，峰值壓力移往煤體深部7m以遠(yuǎn)屈服區(qū)，比爆破前增大近一倍，能量密度明顯減小。
實(shí)施爆破卸壓前必須先進(jìn)行鉆屑法檢測(cè)，確認(rèn)有沖擊危險(xiǎn)時(shí)才進(jìn)行爆破卸壓，爆破以后還要用鉆屑法檢查卸壓效果。如果在實(shí)施范圍內(nèi)仍有高應(yīng)力存在，則應(yīng)進(jìn)行第二次爆破，直至解除沖擊危險(xiǎn)為止。
為了安全生產(chǎn)，通過(guò)爆破卸壓在工作面前方和巷道兩幫形成一個(gè)有足夠?qū)挾?大于3倍采高)的卸壓保護(hù)帶。所以，對(duì)巷道兩幫，爆破卸壓的深度應(yīng)等于保護(hù)帶寬度;對(duì)采煤工作面，爆破卸壓的深度應(yīng)等于保護(hù)帶寬度加上工作面進(jìn)度。
爆破孔的孔深取決于卸壓深度。由于孔深藥量多，為使藥卷能裝到孔底，可先把藥卷裝在軟管里或用非金屬材料綁扎后進(jìn)行裝藥。爆破孔布置方式應(yīng)根據(jù)具體條件確定。通常用煤電鉆打眼，孔徑50mm~55mm，孔間距4m~10m，每孔裝藥量按不超過(guò)孔深一半計(jì)算，一般為1.5k8~3.5kg。鉆孔不裝藥部分必須填滿水炮泥或黏土炮泥。躲炮距離100m~150m，躲炮時(shí)間30min~40min。
3、改變煤層的物理力學(xué)性能
改變煤層的物理力學(xué)性能主要有：高壓注水、放松動(dòng)炮和鉆孔槽卸壓等方法。
(1)高壓注水是通過(guò)注水，人為地在煤巖內(nèi)部造成一系列的弱面，并使其軟化，以降低煤的強(qiáng)度和增加塑性變形量。注水后，煤的濕度平均增加1.0%~2.2%時(shí)，可使其單向受壓的塑性變形量增加13.3%~14.5%。
(2)放松動(dòng)炮，是通過(guò)放炮人為地釋放煤體內(nèi)部集中應(yīng)力區(qū)積聚的能量。在采煤工作面使用時(shí)，一般是在工作面沿走向打4m~6m深的炮眼，進(jìn)行松動(dòng)爆破。它的作用是可以誘發(fā)沖擊地壓和在煤壁前方經(jīng)常保持一個(gè)破碎保護(hù)帶，使最大支撐壓力轉(zhuǎn)入煤體深處，隨后即便發(fā)生沖擊地壓，對(duì)采煤工作面的威脅也大為降低。
(3)鉆孔槽卸壓是用大直徑鉆孔或切割溝槽使煤體松動(dòng)，以達(dá)到卸壓效果。卸載鉆孔的深度一般應(yīng)穿過(guò)應(yīng)力增高帶，在掘進(jìn)石門(mén)揭開(kāi)有沖擊危險(xiǎn)的煤層時(shí)，應(yīng)距煤層5m~8m處停止掘進(jìn)，使鉆孔穿透煤層，進(jìn)行卸壓。
此外，還可依靠選擇最佳采煤方法、回采設(shè)備、開(kāi)采參數(shù)和工作制度等方法，局部降低煤層邊緣的沖擊危險(xiǎn)程度。例如，當(dāng)開(kāi)采有沖擊危險(xiǎn)的單一煤層時(shí)，應(yīng)采用直線式長(zhǎng)壁工作面的前進(jìn)式采煤方法，并在巷道側(cè)不留煤柱。對(duì)有沖擊危險(xiǎn)的厚煤層，應(yīng)采用傾斜分層長(zhǎng)壁式采煤方法。上分層的開(kāi)采厚度應(yīng)當(dāng)最小。
開(kāi)采有沖擊危險(xiǎn)的煤層時(shí)，無(wú)論是在采煤工作面還是在掘進(jìn)工作面，都應(yīng)采用支撐力大的可縮性金屬支架。
五、沖擊地壓的預(yù)報(bào)
(一)WET法
該方法是波蘭采礦研究總院提出的，用于測(cè)定煤層沖擊傾向。WET為彈性能與永久變形消耗能之比。波蘭采礦研究總院規(guī)定：WET>5為強(qiáng)沖擊傾向;2 (二)彈性變形法 它是前蘇聯(lián)礦山測(cè)量研究院提出的用于測(cè)定沖擊地壓的方法。即在載荷不小于強(qiáng)度極限80%的條件下，用反復(fù)加載和卸載循環(huán)得到的彈性變形量與總變形量之比(K)，作為衡量沖擊傾向度的指標(biāo)。當(dāng)K≥0.7時(shí)，有發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)。 (三)煤巖強(qiáng)度和彈性系數(shù)法 該方法是用煤巖的單向抗壓強(qiáng)度或彈性模量的絕對(duì)值，作為衡量沖擊傾向度的指標(biāo)。這種方法較為簡(jiǎn)單，經(jīng)常用作輔助指標(biāo)。其指標(biāo)的界限值必須根據(jù)各礦井的試樣進(jìn)行試驗(yàn)確定。 我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定：“開(kāi)采沖擊地壓煤層時(shí)，沖擊危險(xiǎn)程度和采取措施后的實(shí)際效率，可采用鉆粉率指標(biāo)法、地音法、微震法等方法確定”。 1、鉆粉率指標(biāo)法鉆粉率指標(biāo)法又稱為鉆粉率指數(shù)法或鉆孔檢驗(yàn)法。它是用小直徑(42mm~45mm)鉆孔，根據(jù)打鉆不同深度時(shí)排出的鉆屑量及其變化規(guī)律來(lái)判斷巖體內(nèi)應(yīng)力集中情況，鑒別發(fā)生沖擊地壓的傾向和位置。鉆進(jìn)過(guò)程中，在規(guī)定的防范深度范圍內(nèi)，出現(xiàn)危險(xiǎn)煤粉量測(cè)值或鉆桿被卡死的現(xiàn)象，則認(rèn)為具有沖擊危險(xiǎn)，應(yīng)采取相應(yīng)的解危措施。 2、地音、微震監(jiān)測(cè)法巖石在壓力作用下發(fā)生變形和開(kāi)裂破壞過(guò)程中，必然以脈沖形式釋放彈性能，產(chǎn)生應(yīng)力波或聲發(fā)射現(xiàn)象。這種聲發(fā)射亦稱為地音。顯然，聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)弱反映了煤巖體破壞時(shí)的能量釋放過(guò)程。由此可知，地音監(jiān)測(cè)法的原理是，用微震儀或拾震器連續(xù)或間斷地監(jiān)測(cè)巖體的地音現(xiàn)象。根據(jù)測(cè)得的地音波或微震波的變化規(guī)律與正常波的對(duì)比，判斷煤層或巖體發(fā)生沖擊傾向度。山東肥城礦務(wù)局陶莊煤礦用微震儀研究了發(fā)生沖擊礦壓的規(guī)律，結(jié)論為：微震由小而大，間有大小起伏，次數(shù)和聲響頻繁;在一組密集的微震之后變得平靜，是產(chǎn)生沖擊礦壓的前兆現(xiàn)象;稀疏和分散的微震是正常應(yīng)力釋放現(xiàn)象，無(wú)沖擊危險(xiǎn)。 根據(jù)震相曲線和地震學(xué)的知識(shí)，則可以計(jì)算出發(fā)生沖擊地壓的震源位置。由于各種煤巖體的地音和微震特性不同，并且又具有不均質(zhì)性和各向異性等特點(diǎn)，其傳播速度有很大差異。此外，各處的地質(zhì)和開(kāi)采條件也不相同，礦井下又常有強(qiáng)烈的環(huán)境噪音干擾，地音或微震信號(hào)在煤巖體中產(chǎn)生和傳播情況將是很復(fù)雜的，可能產(chǎn)生多次的反射、折射和繞射，還可能發(fā)生波型變換等現(xiàn)象。因而在使用中應(yīng)注意與其他預(yù)測(cè)方法綜合使用，特別是與鉆屑法綜合使用，以保證預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。 (四)工程地震探測(cè)法 用人工方法造成地震，探測(cè)這種地震波的傳播速度，編制出波速與時(shí)間的關(guān)系圖，波速增大段表示有較大的應(yīng)力作用，結(jié)合地質(zhì)和開(kāi)采技術(shù)條件分析、判斷發(fā)生沖擊地壓的傾向度。 (五)電磁輻射儀監(jiān)測(cè)法 煤巖電磁輻射監(jiān)測(cè)的原理是：利用電磁輻射儀接收采掘生產(chǎn)過(guò)程中煤巖體在礦壓作用下產(chǎn)生、發(fā)射電磁輻射的信號(hào)，即監(jiān)測(cè)到的電磁輻射強(qiáng)度能反映出煤巖體內(nèi)部應(yīng)力的變化尺度及破壞程度的特征信息。煤(巖)體受載變形破裂過(guò)程中向外輻射電磁能量的一種現(xiàn)象，與煤巖體的變形破裂過(guò)程密切相關(guān)，電磁輻射信息綜合反映了沖擊地壓、煤與瓦斯突出等煤巖災(zāi)害動(dòng)力現(xiàn)象的主要影響因素。電磁輻射強(qiáng)度主要反映了煤巖體的受載程度及變形破裂強(qiáng)度，脈沖數(shù)主要反映了煤巖體變形及破裂的頻次。 利用KBD5礦用本安型礦井沖擊地壓電磁輻射監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)接收采礦工作面煤巖體變型破裂過(guò)程中產(chǎn)生的電磁輻射信息來(lái)預(yù)測(cè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害的危險(xiǎn)性。即通過(guò)井下某一測(cè)點(diǎn)電磁強(qiáng)度最大值Emax.強(qiáng)度平均值Eavg和脈沖數(shù)N來(lái)確定是否有礦井沖擊地壓危險(xiǎn)。將測(cè)試數(shù)據(jù)傳送到微機(jī)中后，可以用圖及表格的方式顯示，是否達(dá)到電磁輻射強(qiáng)度臨界值。觀測(cè)范圍主要是工作面及上、下兩巷，工作面從上、下端頭5米開(kāi)始，每15米在硬幫設(shè)一個(gè)固定測(cè)點(diǎn)，上下巷從工作面硬幫往外5米開(kāi)始，每15米在回風(fēng)道下幫及溜子道上幫各設(shè)1個(gè)固定測(cè)點(diǎn)。當(dāng)工作面開(kāi)采與測(cè)點(diǎn)間距離小于5米時(shí)，上、下巷往外及時(shí)補(bǔ)加測(cè)點(diǎn)，保證上、下巷各有8個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)。經(jīng)觀測(cè)結(jié)果初步確定為，強(qiáng)度值達(dá)到30MV時(shí)，或某一點(diǎn)、某區(qū)域連續(xù)處于高的觀測(cè)值時(shí)，應(yīng)立即向礦、區(qū)調(diào)度及主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。確認(rèn)有沖擊危險(xiǎn)時(shí)，立即向采區(qū)下達(dá)危險(xiǎn)通知單，采區(qū)接到危險(xiǎn)通知單后立即下令停止作業(yè)，采取解危措施。 (六)綜合測(cè)定法 為了能夠更準(zhǔn)確地判斷出發(fā)生沖擊地壓的地點(diǎn)和時(shí)間，可同時(shí)采用上述兩種以上的方法，根據(jù)多因素的變化，綜合加以確定。國(guó)內(nèi)外常使用的是鉆屑法、地音監(jiān)測(cè)法、地質(zhì)及開(kāi)采技術(shù)條件分析的綜合方法。
