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文檔簡介

緒論(章題序,黑體小二號(hào)、編號(hào)左頂格、編號(hào)后空一個(gè)字距)礦震是一種極為復(fù)雜的動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象,迄今為止,人們對(duì)其形成機(jī)理還無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。在煤礦,礦震又稱沖擊地壓,是指礦井高應(yīng)力區(qū)內(nèi)煤體、巖體及斷層在受外界擾動(dòng)瞬間失穩(wěn)破壞時(shí),釋放出很大能量而引起的以猛烈震動(dòng)和爆發(fā)式破壞為特征的礦山動(dòng)力現(xiàn)象[1]。礦震是采礦誘發(fā)的礦井地震,是礦井的一大自然災(zāi)害。礦震發(fā)生時(shí),煤、巖體內(nèi)所積聚的能量大多數(shù)以動(dòng)能的形式向外釋放,造成煤巖體急劇破壞;部分能量以應(yīng)力波的形式釋放,引起介質(zhì)的震動(dòng)。其主要表現(xiàn)在地下工程開挖過程中硬脆性圍巖產(chǎn)生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲現(xiàn)象的一種動(dòng)力失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害①。它直接威脅施工人員及設(shè)備的安全,影響工程進(jìn)度,已成為世界性的地下工程難題之一。礦震破壞巷道、工作面,造成頂板下沉、底板鼓起,顛覆生產(chǎn)設(shè)備、破壞支架、引起瓦斯涌出等,并造成人員傷亡。由于礦震震源淺,造成震中烈度高于同級(jí)天然地震烈度,應(yīng)力波傳到地面后對(duì)地面建筑物也構(gòu)成損害,因此對(duì)地面構(gòu)筑物的影響也日益引起人們的關(guān)注[2]?!佟痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢?礦震(章題序,黑體小二號(hào))本章重點(diǎn)在于對(duì)礦山微震的基本特征進(jìn)行分析,研究其特點(diǎn)及發(fā)生條件并按不同分類方法對(duì)其進(jìn)行分類,進(jìn)一步研究微震發(fā)生的機(jī)理,進(jìn)一步說明煤巖體破壞的原因和規(guī)律,最后分析微震的危害與監(jiān)測(cè)手段。1.1礦山微震(節(jié)題序,黑體小三號(hào))1.1.1礦山微震的定義(三級(jí)題序,黑體四號(hào))礦山微震又稱礦震,是井巷或工作面周圍的煤巖體,由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生的一種突然、劇烈破壞的動(dòng)力現(xiàn)象,是礦山壓力的一種特殊顯現(xiàn)形式[6]。簡單地說,礦山微震就是井下煤巖體突然的、爆炸式的破壞。礦山微震發(fā)生時(shí)經(jīng)常伴隨有巨大的聲響和劇烈的震動(dòng),因此人們又稱它為“煤炮”、“煤爆”、“巖爆”等[9]。1.1.2礦山微震的特點(diǎn)1)一般沒有明顯的宏觀前兆。難于事先準(zhǔn)確確定發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。2)發(fā)生過程短暫。如放炮一樣,有巨大的聲響和強(qiáng)烈的震動(dòng),可使電機(jī)車等重型設(shè)備被移動(dòng),人員被彈起摔倒,震動(dòng)波及范圍可達(dá)幾公里至幾十公里。地面有震動(dòng)感覺。3)破壞性很大。有時(shí)頂板瞬間明顯下沉;地板突然開裂鼓起,甚至冒頂;大量煤炭被擠出或拋出,把巷道和工作面堵塞,支架被摧跨,造成冒頂傷人事故。1.2礦震的分類礦山微震是一種復(fù)雜的礦山動(dòng)力現(xiàn)象。其生成環(huán)境、發(fā)生地點(diǎn)、宏觀和微觀上的顯現(xiàn)形態(tài)多種多樣,以及它的顯現(xiàn)強(qiáng)度和所造成的破壞程度相差很大。有的礦震影響范圍僅幾平方米或幾十平方米,有的波及范圍卻很廣,達(dá)幾千平方米;有的礦震測(cè)得的地震能量不足10J,僅相當(dāng)于地震1級(jí)一下,有的則高達(dá)107J以上,相當(dāng)于地震3.9級(jí);有的震動(dòng)波衰減很快,僅能傳播10002000m;有的礦震震動(dòng)持續(xù)不了幾秒鐘,有的卻持續(xù)時(shí)間長達(dá)幾十秒。有的礦震僅煤體沖擊,有的則頂?shù)装鍏⑴c沖擊,甚至斷層構(gòu)造活動(dòng)造成。此外,由于礦震發(fā)生機(jī)理存在不同的理論,提出各自不同的礦震發(fā)生條件和判別準(zhǔn)則。而且客觀上不同礦井的礦震成因和特征也不同。即使同一礦井,由于地質(zhì)構(gòu)造、開采條件和開采方法的差異,也使得礦震的成因、性質(zhì)、特征、震源部位和破壞程度不同。綜上所述,礦震存在不同種類,不能用同一機(jī)理去解釋不同礦震的成因和現(xiàn)象。更不能用單一方法或措施去預(yù)測(cè)和防治礦震。因此要對(duì)礦震進(jìn)行分類,并且出現(xiàn)了多種分類方法[12]。……………2礦山微震信號(hào)及其干擾因素本章將在前一章研究礦震的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究礦山微震信號(hào)的形成及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并對(duì)礦震波的性質(zhì)進(jìn)行初探,簡單介紹波動(dòng)方程,建立P波、S波的速度方程,進(jìn)而對(duì)礦山微震信號(hào)的干擾因素做簡單的介紹。2.1微震信號(hào)2.1.1礦山微震信號(hào)的形成由于震源力的作用,在震源彈性介質(zhì)區(qū)域里,巖石發(fā)生形變,介質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng),連續(xù)質(zhì)點(diǎn)互相影響,在震源周圍的廣闊區(qū)域里形成振動(dòng),這種振動(dòng)向外傳播的過程形成震波?!?-6五龍區(qū)長焰煤媒質(zhì)特征表Tablet.2-6TableofWulongdistrictlongflamecoalqualityfeatures指標(biāo)水分W/%灰分A/%揮發(fā)分V/%硫S/%磷P/%/%發(fā)熱量原煤7.7719.7840.132280.02779.722.48精煤40.117.9140.111.460.01279.724.67圖2-1采前預(yù)抽方式Fig.2-1Thediagramofminingseam'smethanepre-drainage(2-1)

6結(jié)論(章題序,黑體小二號(hào)左頂格)我國目前是礦震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一,我國未來礦震災(zāi)害形勢(shì)也將更加嚴(yán)峻,發(fā)展礦山微震預(yù)測(cè)防治技術(shù),解決我國礦震災(zāi)害預(yù)防問題是我們的當(dāng)務(wù)之急。本文根據(jù)礦井發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害是由于巖石破裂會(huì)伴隨產(chǎn)生強(qiáng)度較弱的地震波這一特點(diǎn),結(jié)合北京木城澗礦區(qū)的實(shí)際地質(zhì)地形特征開發(fā)設(shè)計(jì)了一套對(duì)井下微地震進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集功能及對(duì)礦山微震信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,借助于軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行過濾分析,提取微震信號(hào),并進(jìn)一步計(jì)算推導(dǎo)出微震信號(hào)的到時(shí)、振幅、頻率等固有屬性,以確定礦震級(jí)別,災(zāi)害程度,使礦震特征實(shí)時(shí)反映在工作人員面前,較好地起到防治作用。本系統(tǒng)還存在不足之處。一是由于VB語言編程的復(fù)雜,本人掌握的還不夠熟練;二是對(duì)微震信號(hào)特征認(rèn)識(shí)不足,編程時(shí)會(huì)考慮不周,造成程序?qū)嶋H運(yùn)行速度減慢,通信實(shí)時(shí)性稍差。另一方面,系統(tǒng)對(duì)井下防爆方面還未探討,這些都需要進(jìn)一步研究和進(jìn)一步實(shí)踐來解決。參考文獻(xiàn)(黑體二號(hào)居中)[1]夏小華,高為柄,程勉,(等).非線性控制系統(tǒng)[M].第2版.北京:科學(xué)出版社,2004.(專著)[2]D.DuboisandH.Prade.FuzzySetsandSystems:TheoryandApplications[M].NewYork:AcademicPress,2002.[3]蔡幸生.非線性控制系統(tǒng)的發(fā)展[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào),2003,17(4):513~523.(期刊)[4]L.A.Zadeh.Theconceptofalinguisticvariableanditsapplicationtoapproximatereasoning,PartⅢ[J].InformationSciences,2000,(8):199-202.[5]FoxRL.不等式約束的連桿曲線最優(yōu)化設(shè)計(jì)[A].見:機(jī)構(gòu)學(xué)譯文集編寫組.機(jī)構(gòu)學(xué)譯文集[C].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.232~242.(論文集)[6]Precott-Allen.TheBarometerofSustainability:amethodofassessingprogresstowardssustainablesocieties[A].Gland,SwitzerlandandVictoria,BC:InternationalUnionfortheConservationofNatureandNaturalResourcesandPADATA[C].Swi

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