声发射累计差量指标在采空区失稳预报中的应用

提出了评价地下工程稳定性的声发射事件率累计差量指标,该指标综合考虑一段时间内的声发射波动情况,能更准确地进行采场、采空区失稳预测。基于灰色理论建立声发射事件率累计差量指标的GM(1,1)预测模型,并应用于佛子冲铅锌矿104号矿体采空区失稳预报中,预测结果与实际情况具有良好的一致性。     

基于声发射监测的深部采场岩体稳定性分析

针对红透山铜矿岩爆、采场冒落等地压灾害频发现状,采用声发射监测技术对深部采场开采过程中的围岩稳定性进行了研究,着重分析了爆破开采后岩体恢复至稳定状态的时间和声发射空间分布特征.研究结果表明:爆破开采后,声发射数目突增至较高水平,随着时间的推移,逐渐下降;岩体恢复至稳定状态的时间和爆破距离呈线性关系;对于距离爆破作业较远的围岩(超过35m),声发射活动性在爆破后90 min内可以恢复较稳定状态;对于距离爆破作业较近的围岩(小于20m),声发射数恢复到稳定状态超过2 h;声发射定位事件主要在采场顶板和边墙集中,斜坡道内片帮现象比较严重.     

大姚铜矿采场围岩破坏时的声发射特征

本文采用模拟实验和现场稳定性监测相结合的方法,研究了大姚铜矿采场围岩破坏过程中的声发射特征,分析了大爆破对采场围岩稳定性的影响。大姚铜矿采场顶底板砂岩在破坏过程中声发射具有双峰性,主破裂前存在声发射相对平静现象。通过记录的巷道片帮过程中声发射分析,提出了采用声发射前兆峰值,可以较准确地预报岩体冒落事故。     

岩体声发射技术在露天采空区管理中的应用

通过岩体声发射仪对采空区上覆岩体进行的稳定性监测,可以为地采转露采采空区处理提供安全保障.实践证明了声发射技术在该工程中应用的可行性及优越性.     

采场围岩稳定性监测与声发射定位技术

在我们所作的稳定性监测中,根据采场岩体结构特征和质量评价,应用块体理论分析确定可能的冒落体,并以自制的智能型岩体声发射定位系统预测采场岩体的稳定性,经在凡口铅锌矿进行现场测试研究,证明了所采用的监测方法是可行的。     

采场顶板岩体安全分级的声发射神经网络方法

通过对矿山采场顶板岩体声发射参数分析研究 ,提出了岩体声发射神经网络分级方法 ,用于采场顶板安全等级划分。并给出了矿山应用实例     

声发射累计差量指标的应用研究

针对传统声发射参数分析法仅根据短期参数变化预测采空区稳定性,易受外部环境干扰,参数考虑片面等不足,提出声发射累计差量指标,该指标综合考虑一段时间内几个参数的波动情况,可以弱化干扰因子,能更准确的进行岩体失稳预测。应用声发射累计差量指标对佛子矿104号矿体采空区进行失稳预测,预测结果与实际情况相一致。     

岩体破裂变形过程中AE时序特征研究

对室内岩石声发射试验的事件率与应力关系曲线、事件时序分布进行了分析,研究了岩体破裂变形过程与声发射事件时序分布特征之间的相关规律。现场监测结果表明,岩体破裂变形过程中的声发射信号是随机的,非周期性的,随着地质环境等改变而改变;岩体声发射事件主频时序参数突变,由小突然增大,或是在连续增加时突然减少,都是临近破坏的征兆,可作为预测、预报岩体破裂失稳的依据。     

深部岩体稳定性评价的声发射—压力耦合模式

以海沟金矿的大面积采空区为研究对象,将压力观测,声发射检测,位移观测等多种手段联合用于采空区围岩的稳定性监测,通过分析各种信息之间的耦合关系,得到了由压力和声发射联合表示的岩体稳定性评价的三种“判别模式”,即升压稳定模式,降压稳定模式和降压不稳定模式,实践表明,所得到的判别式利用了压力和声发射这两种普通信息之间的“耦合内涵,因而有着更好的可操作性,更宜于现场监测人员的理解和掌握。     

铜坑锡矿采场巷道冒顶片帮预测预报研究

矿山安全事故中。采场巷道由于围岩失稳而出现的冒顶和片帮事件占有很大的比重。作者与大厂铜坑锡矿合作，利用岩体结构分析法分析围岩的稳定性，进行冒顶、片帮的预测，用声发射的方法监测预报。本文就是这一研究课题的总结．     

岩石受载破坏前兆特征——声发射平静研究

通过岩石加载室内试验方法,测试了不同岩石破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石破坏全过程力学特性--岩石的全应力应变曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,研究了声发射事件数、事件率与应力水平、时间之间的关系。研究着重讨论了一次性加载过程中非脆性破坏的岩石在加载接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小,也即这一阶段出现明显的耗时现象;并且在此阶段监测到的声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静阶段。而对于脆性破坏岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的“耗时”现象,声发射的监测也没有声发射相对平静期现象。结合室内试验,还对现场岩体失稳破坏声发射监测中的一些问题进行了总结和分析,为更好地应用声发射手段进行岩体稳定性现场监测预报提供了理论依据、方法和手段。     

基于现场监测的破碎围岩介质垮落失稳及综合分析

进行了现场工程地质、开采技术特征以及动力失稳等调查;研究了顶板深部离层、断面收敛变形.采用现场锚杆(索)锚固强度以及声发射等围岩损伤与变形的多元信息监测手段.基于Hoek-Brown强度准则,辅以FLAC^3D计算,分析其力学特征与失稳机理,根据现场综合监测和测试结果对比及分析,确定了巷道合理支护形式与定量参数,最终确保了巷道安全与稳定.     

基于声发射能量值的煤岩试样损伤分析

试样内部微裂纹在压力作用下的萌生、分叉、扩展及贯通,最终导致了试样的破坏。声发射检测系统能实时检测获得试样在变形破坏过程中声发射信号,获得的声发射特征参数也因此包含了煤岩试样变形破坏过程中大量的损伤信息。通过利用试验获得的声发射特征参数对岩石变形破坏过程的损伤进行分析研究,得出岩石的声发射现象与岩石的损伤有密切关系。     

岩石脆性断裂试验的声发射分析

对不同岩石进行单轴受压试验,并采集岩石受压全过程的力学特征和声发射特征.通过对不同岩石声发射信号和力学参数的对比分析证实,不同岩石的声发射特征是有区别的,岩石变形损伤的声发射特征曲线与应力-应变曲线存在关联特征,岩石声发射的kaiser效应是存在的.     

隧道围岩的损伤与声电监测

采用EAE-04声电测试系统，利用声发射(AE)和电磁辐射(EME)信号上升沿时间和持续时间的关系，排除噪音等影响，从而确定有效信号；采用AE频度和能量率的变化规律，以及EME脉冲数的变化规律，分析隧道围岩的活动性并进行实时监测．实践表明，连续动态监测隧道围岩的活动性就能够确保隧道及其上方建筑物的安全。     

模量指数评价煤的冲击倾向性的实验研究

为研究模量指数评价煤的冲击倾向性的可行性,选取4组冲击倾向性强弱不同的煤样试件,测定各组煤样试件的模量指数、冲击倾向性评价指标和声发射信号,分析模量指数同其它冲击倾向性评价指标和评价结果的相关性,模量指数对煤加载过程中内部能量释放特征的影响。研究结果表明:模量指数同其它冲击倾向性评价指标具有相关性,同单轴抗压强度之间的相关性最强;各组冲击倾向性相同的煤样,各试件模量指数大小的变化范围较小。各组冲击倾向性不同的煤样,各试件模量指数大小的变化范围很大。煤样模量指数的大小和煤的冲击倾向性强弱相关,煤的冲击倾向性越强,模量指数越大。依据模量指数评价煤的冲击倾向性的结果,同其它评价指标的评价结果具有一致性;不同冲击倾向性煤样的软化模量是决定煤的模量指数大小的关键因素,弹性模量对模量指数大小的影响较小;煤样内部能量的释放特征和模量指数的大小相关。模量指数小的煤样在全程加载过程中声发射事件频繁出现,模量指数大的煤样在破坏前后阶段没有明显的声发射事件出现,但在临近载荷曲线峰值的冲击破坏阶段集中出现高能量的声发射事件。模量指数可用于评价煤的冲击倾向性,模量指数对煤样能量释放的影响规律可用于指导现场监测。     

颗粒煤岩破裂过程声发射与电荷感应试验

考虑颗粒间摩擦和黏结力作用,建立了基于颗粒物质力链失稳的煤岩体破裂判据。分析颗粒煤岩单轴压缩试验结果,得到了颗粒煤岩抗压强度、弹性模量随颗粒煤岩粒径增加而降低的变化规律,从细观尺度证明了煤岩单轴压缩张拉破坏的根源为剪切破坏。分级和循环2种加载试验研究结果表明：颗粒煤岩破裂过程中的声、电荷信号与力链中颗粒摩擦及粘结情况密切相关,声、电荷信号的产生机理存在本质上的差别。从破裂类型看,微裂隙的张拉破坏和颗粒摩擦错动均可导致声发射出现,而煤岩颗粒间的摩擦和微破裂面的相互错动是产生大量自由电荷、发生电荷感应现象的主要原因。可以利用声信号高-低-高的周期变化次数预测采动煤岩体经历的分级和循环加卸载次数;电荷信号首次突变-平稳-突变的出现时间是采动岩体应力阶段的划分标准。声、电荷信号幅值突变的剧烈程度是采动煤岩体失稳的重要前兆物理信息,可由此预测煤岩体稳定性,以便及时做出预警和相应的防护措施。     

循环载荷作用下煤的力学性质及声发射特征演化规律

声发射是煤等脆性材料破坏过程中经常伴随的现象,可以通过研究煤的声发射规律掌握其损伤和裂隙的演化规律。借助三轴液电伺服加载系统和声发射测试系统,针对原煤试样,进行了循环加载实验,揭示了循环载荷作用下的煤力学性质和声发射演化特征。研究结果表明:多级加载疲劳试验中,循环载荷幅度相同的条件下,随着加载频率的减小,弹性模量降低30%～40%、不可逆塑性变形增加,说明煤样损伤及裂纹发展有时间效应;循环加卸载频率对于煤样内部原有的或新生的微裂纹扩展规律具有较大的影响;验证了声发射试验中的Kaiser效应和Felicity效应,发现煤的应力记忆特征、应变记忆特征具有Felicity效应,而且相对于应变记忆特征,应力记忆特征变化更加明显,说明煤的物性参数(应变)记忆能力相对好于状态参数(应力),更能准确地描述损伤。     

基于声发射时频特征的不同含水煤样冲击倾向试验研究

为探究含水煤样冲击倾向指标与其声发射时频特征的关联性。采用物理试验和信号处理分析方法,以河南耿村煤矿7609工作面煤样为研究对象,考虑饱水、自然含水和烘干24 h三种含水条件,深入研究不同含水煤样冲击倾向的变化规律;建立不同含水率煤样冲击倾向与其声发射时频信号的对应关系。结果表明:煤样加载破坏过程监测获得的声发射时频信号分布特征能够反演其受载阶段,声发射幅频信号的变化不仅能够判定煤体结构的破坏尺度,而且可利用不同频率范围声发射能量分布推断其冲击倾向强弱和发生动力破坏的可能性。定义了煤体结构冲击倾向的声发射反演能量比值Kae和频率幅值相对值比值Kaf;以河南耿村矿7609工作面煤样为例,验证了声发射信号时频特征和关键参数反演煤体结构冲击倾向的可行性。