基于云计算的煤矿冲击地压监控预警技术研究 被引量：43

1

作者 姜福兴 曲效成 +4 位作者 王颜亮 魏全德 刘军 赵庆民 刘维信 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第1期199-206,244,共9页

为研究冲击地压各监测参量之间的相互关系,提高冲击地压监测预警的准确性,通过对冲击地压发生机理、各监测手段的监测原理进行分析,运用大数据分析方法和云平台技术,开发了一种多参量联合监测的冲击地压监控预警平台。研究结果表明:该... 为研究冲击地压各监测参量之间的相互关系,提高冲击地压监测预警的准确性,通过对冲击地压发生机理、各监测手段的监测原理进行分析,运用大数据分析方法和云平台技术,开发了一种多参量联合监测的冲击地压监控预警平台。研究结果表明:该平台提高了各监测参量的兼容性和同步性,实现监测数据深度挖掘和远程分析;平台可对矿井进行分区分级预警,对回采工作面、掘进工作面、无明显采动扰动区域采用不同的监测方法和预警指标,提高预警的针对性和准确性;预警算法中各指标、各参量所占比重,均可根据冲击地压类型、影响因素、监测指标活跃程度等调整,提高预警算法对采掘和地质复杂环境的适应性,经10余个矿井现场应用表明,该系统能有效提高监测数据对安全生产的指导作用。 展开更多

关键词 冲击地压 多参量 监控预警平台 大数据分析 云平台

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煤矿复合动力灾害危险性实时预警平台研究与展望 被引量：53

2

作者 姜福兴 杨光宇 +3 位作者 魏全德 王存文 曲效成 朱斯陶 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期333-339,共7页

为解决复合动力灾害危险性实时预警的难题,通过研究煤矿复合动力灾害发生机理和发生前兆的关联性,将复合动力灾害发生前兆分为共性和个性两类,并与监测参数类型相对应,提出了针对复合动力灾害危险性的临场预警、中期预警以及远期预警的... 为解决复合动力灾害危险性实时预警的难题,通过研究煤矿复合动力灾害发生机理和发生前兆的关联性,将复合动力灾害发生前兆分为共性和个性两类,并与监测参数类型相对应,提出了针对复合动力灾害危险性的临场预警、中期预警以及远期预警的关键监测参数。复合动力灾害危险性实时预警平台的构成主要包含监测硬件、分析软件及预警方法 3个部分,硬件主要指动力灾害监测系统及平台监控室硬件;软件主要指平台采集及分析软件;预警方法指标包括复合动力灾害危险性联合预警方法和单参数与多参数联合预警方法。在河南、山东等存在复合动力灾害的矿井进行了预警试验和基础研究,预警了矿井的复合动力灾害。同时,展望了复合动力灾害危险性实时预警平台的发展趋势。 展开更多

关键词 复合动力灾害 危险性预警 实时预警平台

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深井不等宽断层煤柱诱发冲击地压机理研究 被引量：12

3

作者 杨伟利 林强 +3 位作者 魏全德 曲效成 王继超 刘星 《煤炭工程》 北大核心 2020年第7期112-116,共5页

以采深超千米且存在不等宽断层煤柱工作面为工程背景,分析了断层构造应力和临断层采动工作面上覆岩层运移对冲击地压的影响,进而研究了不等宽断层煤柱诱冲机理。研究表明,断层构造应力和煤层上方悬露覆岩应力叠加超过不等宽断层煤柱综... 以采深超千米且存在不等宽断层煤柱工作面为工程背景,分析了断层构造应力和临断层采动工作面上覆岩层运移对冲击地压的影响,进而研究了不等宽断层煤柱诱冲机理。研究表明,断层构造应力和煤层上方悬露覆岩应力叠加超过不等宽断层煤柱综合强度导致了冲击地压发生。通过构建断层构造应力模型、悬露覆岩载荷模型和不等宽断层煤柱承载模型,推导了不等宽断层煤柱能否发生冲击的力学判别式,可用于断层煤柱区域冲击危险区的精确划分,为提前采取针对措施提供依据。研究成果经现场实践,实现了工作面安全开采。 展开更多

关键词 采动工作面 断层煤柱 冲击地压 冲击危险区

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基于防冲的孤岛工作面分类及应用研究 被引量：6

4

作者 杨伟利 魏全德 +2 位作者 曲效成 刘维信 张假妮 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期107-113,共7页

针对目前煤矿孤岛工作面冲击地压类型复杂且治理缺乏针对性的问题,提出了"分类防治"的思路,围绕导致孤岛工作面冲击的高应力这一本质原因,并综合考虑覆岩运动、地质构造、开采、空间等因素,基于防冲对孤岛工作面进行分类;将... 针对目前煤矿孤岛工作面冲击地压类型复杂且治理缺乏针对性的问题,提出了"分类防治"的思路,围绕导致孤岛工作面冲击的高应力这一本质原因,并综合考虑覆岩运动、地质构造、开采、空间等因素,基于防冲对孤岛工作面进行分类;将孤岛工作面分为充分采动、非充分采动、充分-非充分采动、立体、"隐性"和复合型6种类型;将该分类方法应用于孤岛工作面采前冲击危险性评估,并根据评估结果对孤岛工作面冲击地压实施分类防治。研究结果表明:该分类方法可有效控制孤岛工作面冲击地压灾害。 展开更多

关键词 防冲 孤岛工作面 分类 高集中应力

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柔性钻孔应力计设计及实验应用研究 被引量：4

5

作者 夏方迁 魏全德 +1 位作者 郭延淼 张立明 《煤炭工程》 北大核心 2020年第4期161-165,共5页

针对钻孔应力计监测方向单一、耦合性差的问题,设计了一种新型柔性应力计,并通过力学建模分析了其工作原理。对新型应力计的线性度、灵敏度、耐久性、温度特性等进行了实验室测试,结果表明:①柔性钻孔应力计具有较好的线性度,应力计的... 针对钻孔应力计监测方向单一、耦合性差的问题,设计了一种新型柔性应力计,并通过力学建模分析了其工作原理。对新型应力计的线性度、灵敏度、耐久性、温度特性等进行了实验室测试,结果表明:①柔性钻孔应力计具有较好的线性度,应力计的灵敏度约0.29;②应力计的长期稳定性较高,初压稳定期约2.5~3d;③柔性钻孔应力计受温度变化影响明显,在温度变化较小的条件下使用,可以保证监测效果,若在温度变化较大的条件下使用,需通过环境温度监测进行数据修正。经现场实践,柔性钻孔应力计与充液膨胀枕式应力计相比,监测精度有所提高。 展开更多

关键词 柔性钻孔应力计 应力监测 线性度 灵敏度

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地面直井水压致裂防控巨厚硬岩运动型矿震试验研究 被引量：18

6

作者 尚晓光 朱斯陶 +7 位作者 姜福兴 张修峰 王春耀 王超 谢华东 闫宪洋 刘金海 魏全德 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期639-650,共12页

巨厚坚硬岩层运动产生的矿震和冲击地压灾害防控难度大,已经成为我国多个巨厚坚硬岩层矿区矿井安全生产的主要障碍。以东滩煤矿六采区巨厚硬岩工作面开采为工程背景,根据工作面开采期间矿震发生规律、地层结构特征及煤层开采条件,提出... 巨厚坚硬岩层运动产生的矿震和冲击地压灾害防控难度大,已经成为我国多个巨厚坚硬岩层矿区矿井安全生产的主要障碍。以东滩煤矿六采区巨厚硬岩工作面开采为工程背景,根据工作面开采期间矿震发生规律、地层结构特征及煤层开采条件,提出了地面直井分段水压致裂防控深井巨厚硬岩运动型矿震的方法,通过地面直井压裂降低巨厚硬岩的完整性、减小巨厚硬岩运动释放的弹性能,压裂期间采用自主研发的高精度连续采集微震监测系统对压裂过程中形成的裂缝形态进行监测,通过对压裂过程中的管路压力曲线、微震事件以及压裂后63_(上)06工作面回采过程中发生的微震事件规律进行分析,得到以下结论:(1)通过对压裂曲线以及压裂过程中接收到的有效微震事件在时间上分布规律的分析,将地面直井巨厚岩层水压致裂裂缝形成发育的整个过程分为起裂、岩石裂隙扩展、主裂缝形成、主裂缝延伸与次生裂缝形成和裂缝闭合返排5个阶段;(2)根据微震监测结果,地面直井高压水致裂形成的主裂缝方向143°~150°,长度为220~300 m,竖直高度300~344 m,基本实现了对目标巨厚硬岩的全厚压裂;(3)根据63_(上)06工作面在地面直井压裂区域开采期间的微震监测结果,对比相邻3个工作面在0~500 m开采期间1.5级以上矿震事件平均减少约54%,基本实现了预期的地面压裂减震目标,为东滩煤矿六采区巨厚硬岩工作面安全开采提供了保障。 展开更多

关键词 地面直井分段水力压裂 矿震防控 巨厚坚硬岩层 地面与井下联合微震监测

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千米深井首采工作面超前扰动影响范围研究 被引量：3

7

作者 孙立田 张立明 +2 位作者 孔贺 田国庆 李登月 《煤炭工程》 北大核心 2020年第8期101-106,共6页

为了研究千米深井冲击地压防治工程难题,基于理论研究和现场实测分析,探索了当前地质及开采技术条件下首采工作面的超前扰动影响范围。结果表明:基于载荷三带理论与微震实测数据分析,首采工作面即时加载带为煤层上方37.2m,延时加载带为... 为了研究千米深井冲击地压防治工程难题,基于理论研究和现场实测分析,探索了当前地质及开采技术条件下首采工作面的超前扰动影响范围。结果表明:基于载荷三带理论与微震实测数据分析,首采工作面即时加载带为煤层上方37.2m,延时加载带为煤层上方37.2~73.7m,静载带为煤层上方73.7m至地表;基于理论计算得到超前支承压力影响范围为工作面前方104.4m,微震揭示的首采工作面超前扰动影响范围为115~120m,钻孔应力监测揭示的超前影响范围为92~101m;基于微震监测揭示的岩层断裂角在走向上约为52°,倾向上约为60°。 展开更多

关键词 千米深井 首采工作面 超前扰动 载荷三带 冲击地压

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孤岛工作面非等宽区段煤柱锚注加固技术应用 被引量：1

8

作者 周贤 常雁 +3 位作者 魏全德 张立明 王艳飞 陈洋 《煤炭工程》 北大核心 2022年第12期44-49,共6页

针对下沟煤矿ZF303孤岛工作面推采期间运输平巷围岩破碎严重且变形速度快,致使现场支护困难的工程难题,采用现场试验方法对初期支护条件下围岩破坏规律进行了松动圈探测,采用理论分析方法对工作面推采至初次来压和“见方”期间的“非等... 针对下沟煤矿ZF303孤岛工作面推采期间运输平巷围岩破碎严重且变形速度快,致使现场支护困难的工程难题,采用现场试验方法对初期支护条件下围岩破坏规律进行了松动圈探测,采用理论分析方法对工作面推采至初次来压和“见方”期间的“非等宽煤柱”承载能力进行了理论分析,并根据分析结果设计了“锚注加固”的围岩控制方案。研究结果表明:围岩内部0~2m段为一般破碎区,2~4m段为裂隙发育区,4~10m段为完整区;工作面推采至不同区域,“非等宽煤柱”应力承载值不同,且煤柱尺寸在逐渐减小,承载能力降低。“锚注加固”围岩控制方案现场应用结果表明,平巷围岩变形量显著降低,有效地维持了巷道的稳定性。 展开更多

关键词 孤岛工作面 松动圈 非等宽煤柱 锚注加固

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倾斜厚煤层综放工作面煤柱-关键层结构失稳型矿震机理 被引量：18

9

作者 王高昂 朱斯陶 +6 位作者 姜福兴 张修峰 刘金海 王绪友 宁廷洲 张宇 魏全德 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2289-2299,共11页

采空区遗留煤柱支撑顶板导致厚硬关键层悬顶面积大幅增大,形成的“煤柱-关键层”结构失稳是诱发矿震和冲击地压灾害的主要原因。以新疆硫磺沟煤矿(4-5)06矿震频发工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、微震监测和现场调研等方法,... 采空区遗留煤柱支撑顶板导致厚硬关键层悬顶面积大幅增大,形成的“煤柱-关键层”结构失稳是诱发矿震和冲击地压灾害的主要原因。以新疆硫磺沟煤矿(4-5)06矿震频发工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、微震监测和现场调研等方法,研究了“采空区遗留煤柱-关键层”组成的覆岩空间结构特征,分析了采空区遗留煤柱应力演化规律和关键层力学结构特性,建立了非对称覆岩空间结构下采空区遗留煤柱应力分布估算模型和倾斜关键层极限跨度计算力学模型,揭示了倾斜厚煤层综放工作面“煤柱-关键层”结构失稳型矿震发生机理:采空区遗留煤柱支撑顶板形成“煤柱-关键层”结构,随着工作面开采范围增大,煤柱应力集中程度不断增加,当煤柱集中应力超过其极限承载能力发生失稳时,悬露关键层长度超过其极限跨度,发生破断失稳并诱发矿震和冲击地压灾害。据此建立了包含遗留煤柱整体失稳冲击倾向性指数和关键层极限跨距的“煤柱-关键层”结构失稳型矿震发生判别准则,并采用数值模拟和微震监测进行了验证。按照“有震无灾”的防治原则,提出了“煤柱-关键层”结构下工作面“减震-防冲”的技术措施,分析了工作面推采速度与大能量微震事件的关系,确立了降低工作面矿震能量和频次的合理推采速度为不超过3 m/d,保障了工作面的安全回采。 展开更多

关键词 矿震 倾斜厚煤层 采空区遗留煤柱 关键层 结构失稳

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乌审旗典型工作面停复采冲击危险性分析与防治 被引量：3

10

作者 刘毅涛 王颜亮 +5 位作者 曲效成 刘文涛 魏全德 董亚东 张松林 韩亮 《煤炭工程》 北大核心 2021年第4期66-70,共5页

以母杜柴登煤矿30202工作面为工程背景,对工作面停复采期间的矿压监测数据进行分析,分析了工作面停复采前后矿压显现规律,提出了停复采过程中冲击地压防治的关键技术。分析结果表明:工作面停采后,微震事件能量及频次明显降低,煤层应力... 以母杜柴登煤矿30202工作面为工程背景,对工作面停复采期间的矿压监测数据进行分析,分析了工作面停复采前后矿压显现规律,提出了停复采过程中冲击地压防治的关键技术。分析结果表明:工作面停采后,微震事件能量及频次明显降低,煤层应力及支架阻力数据明显增大;工作面复采后,震动场活动强度整体经历"突增—降低—小幅增高"三个阶段;工作面复采初期前40刀(约35m)为冲击地压防治的关键区域;提出了停复采期间"应力预警-险情钻检确认-卸压解危-解危效果验证"为主要内容的冲击地压危险区处理流程,30202工作面实践效果良好,可为乌审旗地区相似条件工作面停复采期间的冲击地压防治提供借鉴。 展开更多

关键词 乌审旗地区 冲击地压 停复采 监测数据分析

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基于瞬变电磁法和大地电磁法的煤矿积水采空区探测 被引量：24

11

作者 林井祥 张立明 张继忠 《煤炭工程》 北大核心 2021年第6期152-156,共5页

为确定瞬变电磁法和大地电磁法探测煤矿积水采空区的有效性,基于两种方法的基本原理和工作方法,以鸡西矿区庆东煤矿工程实例,应用瞬变电磁法和大地电磁法对该煤矿勘探区进行地面综合物探,通过探测反演成果与已知资料对比分析,进行钻探... 为确定瞬变电磁法和大地电磁法探测煤矿积水采空区的有效性,基于两种方法的基本原理和工作方法,以鸡西矿区庆东煤矿工程实例,应用瞬变电磁法和大地电磁法对该煤矿勘探区进行地面综合物探,通过探测反演成果与已知资料对比分析,进行钻探验证研究。结果表明,两种方法探测的反演结果视电阻率变化特征基本相似,都能较好地反映出地层的电性特征,推断勘探区存在1处积水采空区的分布范围也较为吻合,与现场实际资料及钻探结果基本一致,验证了这两种方法的有效性。瞬变电磁法和大地电磁法综合物探能够作为寻找煤矿积水采空区的有效方法,可为煤矿防治水工作提供技术支持,具有十分重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 瞬变电磁法 大地电磁法 积水采空区 视电阻率 探测

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基于静态探测与动态监测的冲击地压危险区划分及防治措施 被引量：11

12

作者 毛庆福 孔贺 +2 位作者 魏全德 辛崇伟 田兆龙 《煤炭工程》 北大核心 2019年第8期52-55,共4页

为提高大采深、厚煤层开采冲击地压监测预警准确性,通过理论研究和现场实践,提出了"CT(Computed Tomography)静态应力探测-微震和钻孔应力动态监测-钻屑检验验证"综合判定工作面冲击危险区的方法。并在阳城煤矿3306工作面进... 为提高大采深、厚煤层开采冲击地压监测预警准确性,通过理论研究和现场实践,提出了"CT(Computed Tomography)静态应力探测-微震和钻孔应力动态监测-钻屑检验验证"综合判定工作面冲击危险区的方法。并在阳城煤矿3306工作面进行现场应用,实践表明:静态应力探测结果与动态监测结果具有较高一致性;在3306工作面应用该方法确定了工作面前方30~50m、80~100m、130~140m和180~200m存在较高的冲击地压危险,现场采取了针对性的解危措施,实践了分区防治,提高了防冲效率,效果良好。 展开更多

关键词 静态探测 动态监测 冲击地压 CT反演 微震监测

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近水平厚煤层微震垂向定位优化及实践 被引量：2

13

作者 曲效成 徐旭 +3 位作者 辛崇伟 靳国栋 王颜亮 魏全德 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期81-86,共6页

为提高微震系统在近水平厚煤层中垂向定位精度,设计通过安装深孔检波器提高微震台站间高差的方案,对近水平厚煤层中微震系统台站空间布设进行优化;采用数值仿真模拟结合工程试验的方法,研究了深孔检波器的安装对提高震源垂向定位精度的... 为提高微震系统在近水平厚煤层中垂向定位精度,设计通过安装深孔检波器提高微震台站间高差的方案,对近水平厚煤层中微震系统台站空间布设进行优化;采用数值仿真模拟结合工程试验的方法,研究了深孔检波器的安装对提高震源垂向定位精度的理论可行性,并通过现场实践进行了验证。数值仿真模拟结果表明:通过提高台站Z坐标,可以有效减小该台站附近的垂向定位误差。现场实践结果表明:深孔检波器安装后,煤层事件频次和微震能量的接收占比分别提高了10.42个百分点和6.64个百分点,顶板事件频次和微震能量的接收占比分别提高了11.58个百分点和12.73个百分点;对同一事件定位结果进行对比,深孔检波器在参与事件定位时,顶板事件垂向高度提高,平均提高36.61 m,最大升高92.64 m;微震能量也存在增大的情况,平均增大1903.44 J,微震能量最大提高9457.39 J;对同一事件的波形进行对比,深孔检波器与邻近的顶板检波器接收到的振动波存在有效到时差。通过安装深孔检波器,有效提高了微震系统对顶板事件的垂向定位精度,为近水平煤层微震台网布设优化提供了指导。 展开更多

关键词 微震系统 近水平厚煤层 垂向定位 深孔检波器 冲击地压

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多因素应力叠加冲击危险性评价应力增量取值实测分析 被引量：2

14

作者 孙立田 孔贺 +2 位作者 张立明 田国庆 李登月 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期94-98,共5页

为了使多因素应力叠加冲击危险性评价方法中应力增量取值更加符合现场实际,对双合煤矿冲击地压多因素耦合叠加影响区域进行了分区,通过不同分区的现场实测数据分析,研究了不同分区冲击地压多因素耦合叠加及单一因素影响下的煤体应力增... 为了使多因素应力叠加冲击危险性评价方法中应力增量取值更加符合现场实际,对双合煤矿冲击地压多因素耦合叠加影响区域进行了分区,通过不同分区的现场实测数据分析,研究了不同分区冲击地压多因素耦合叠加及单一因素影响下的煤体应力增量。结果表明:工作面采动影响下的应力增量系数为1.73,断层构造应力增量系数为1.3,采空区覆岩传递应力增量系数1.35,见方影响下应力增量系数1.5。研究成果可为条件相似工作面或相邻工作面冲击危险性预评价中的应力增量取值提供参考,提高多因素应力叠加冲击危险性预评价的准确性。 展开更多

关键词 多因素 应力叠加 冲击地压 应力监测 应力增量

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