鞠文君,潘俊鋒
(天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部,北京100013)
沖擊地壓是指礦山井巷或采場周圍煤巖體,由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象[1]。對于煤礦企業(yè)來說,如何預(yù)測沖擊地壓的發(fā)生;在什么時(shí)候、什么位置去進(jìn)行解?;蛘T導(dǎo);不得已的情況下怎樣合理避災(zāi),是沖擊地壓防治必須面對的問題。因而,探索沖擊地壓前兆信息,辨識沖擊地壓危險(xiǎn)源分布特征,以及在此基礎(chǔ)上探索沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警技術(shù)是沖擊地壓研究的重要內(nèi)容。
國內(nèi)外學(xué)者針對沖擊地壓前兆信息探測開展了許多研究[1-6],取得了一系列重要理論成果。近年來,在沖擊地壓監(jiān)測手段上也有長足進(jìn)展,一些高技術(shù)含量的監(jiān)測設(shè)備被引入到?jīng)_擊地壓的監(jiān)測預(yù)警中來。但由于沖擊地壓發(fā)生條件復(fù)雜,預(yù)警模式多樣,監(jiān)測設(shè)備繁多,使得煤礦企業(yè)在沖擊地壓防治工作中眼花繚亂,無所適從。
本文分析了我國煤礦沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警的主要方法和模式,指出了沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警發(fā)展趨勢,以期對沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警和防治工作有所幫助。
沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警方法復(fù)雜多樣,并不斷推陳出新,根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)與原理可將其分為2類:巖石力學(xué)方法和地球物理方法。
巖石力學(xué)方法主要以監(jiān)測沖擊地壓發(fā)生前圍巖變形、離層、應(yīng)力變化、動(dòng)力現(xiàn)象等特征為主,屬于直觀接觸式監(jiān)測方法,主要包括煤粉鉆屑法、鉆孔應(yīng)力計(jì)法、支架載荷法、圍巖變形測量法等。
(1)煤粉鉆屑法 由德國首先提出,目前在國際上已被廣泛應(yīng)用,是我國沖擊地壓前兆探測最基本的一種監(jiān)測手段。我國《沖擊地壓煤層安全開采暫行規(guī)定》和《煤礦安全規(guī)程》都將鉆屑法作為確定沖擊危險(xiǎn)程度和采取措施后的效果檢驗(yàn)方法。該方法簡單,便于實(shí)施,能直接反映煤體壓力大小,并且通過不同深度的取屑,可以測量煤體不同深度的壓力狀態(tài),實(shí)現(xiàn)“線”監(jiān)測。缺點(diǎn)是:探測范圍小,打鉆工程量大,鉆機(jī)布置受巷道斷面、設(shè)備等影響,取屑、稱量等過程人工操作存在較大誤差,目前還不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測,探測范圍有限,有時(shí)顧此失彼。
(2)鉆孔應(yīng)力計(jì)法 此法在我國已有幾十年的歷史,最早由原煤炭科學(xué)研究總院北京開采研究所 (現(xiàn)天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部)研發(fā),通過在煤體中埋設(shè)帶有油管的壓力枕來間接反映煤體應(yīng)力值。鉆孔應(yīng)力計(jì)法測試的是煤體相對應(yīng)力值,這個(gè)值雖然不是煤體垂深位置處的真實(shí)垂直應(yīng)力,但可以得到監(jiān)測處采動(dòng)應(yīng)力變化。2004年這套儀器實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)監(jiān)測,主要監(jiān)測應(yīng)力變化梯度,命名為采動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:直接深入煤體中探測煤體應(yīng)力大小,不受外界干擾;監(jiān)測數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集,在線傳輸;監(jiān)測范圍隨著傳感器的增加而增大;探測應(yīng)力值屬于超前探測,也是沖擊地壓的力源探測,符合沖擊地壓發(fā)生機(jī)理。不足之處是:傳感器只能反映所在位置的應(yīng)力,屬于“點(diǎn)”監(jiān)測,每個(gè)傳感器性能、初始參數(shù)各異,因此相鄰傳感器探測值離散性較大,不適合關(guān)聯(lián)分析;監(jiān)測數(shù)據(jù)受安裝質(zhì)量影響很大。
(3)支架載荷法 支架載荷是回采工作面和巷道礦壓最基本的觀測內(nèi)容,其通過支護(hù)體受力的大小和變化來反映外載特征,主要觀測項(xiàng)目有液壓支架工作阻力、錨桿及錨索載荷等,近年來支架載荷的監(jiān)測儀器實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)監(jiān)測。沖擊地壓發(fā)生前的應(yīng)力集中和能量聚集一定會(huì)在支架載荷上有所反映,但支架載荷受多種因素影響。然而,近期沖擊地壓發(fā)生主要在綜放工作面的回采巷道,單純依靠支架載荷還不能及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警沖擊地壓。
(4)巷道變形測量法 對巷道圍巖變形情況的測量,綜合反映了圍巖強(qiáng)度和外載的耦合礦壓效應(yīng),沖擊地壓發(fā)生必然伴隨巷道的劇烈變形,因此可以通過觀測巷道變形量和變形速度間接警示沖擊地壓的發(fā)生。目前對兩幫移近和底鼓的觀測基本采用手工量測,對于頂板下沉和離層的觀測目前已實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)觀測。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:方便直觀,簡單易行,成本低,觀測結(jié)果可同時(shí)用于礦壓分析和校核支護(hù)設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是:方法粗略,監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度受人工操作影響較大,人工監(jiān)測數(shù)據(jù)不連續(xù),并且為表面監(jiān)測,同載荷法一樣巷道變形受多因素影響,預(yù)警的特征性不是很明顯,難以用此單指標(biāo)預(yù)測沖擊地壓的發(fā)生。
實(shí)際上,煤巖體在采動(dòng)影響下,其產(chǎn)生裂隙,發(fā)生破壞時(shí)向外發(fā)射出振動(dòng)波、電磁輻射等信號,通過對這些地球物理信號的遠(yuǎn)程響應(yīng)分析,可以間接地辨識到?jīng)_擊地壓危險(xiǎn)源及其發(fā)展趨勢。地球物理方法主要根據(jù)煤巖破壞時(shí)會(huì)釋放出彈性波、地音、電磁波等信號,通過捕捉這些信號來預(yù)警沖擊地壓,屬于非接觸式、遠(yuǎn)程監(jiān)測方法。地球物理方法主要有:微震法、地音法、電磁輻射法等。
(1)微震法 井下煤巖體是一種應(yīng)力介質(zhì),當(dāng)其受力變形破壞時(shí),將伴隨著能量的釋放過程,微震是這種釋放過程的物理效應(yīng)之一,即煤巖體在受力破壞過程中以較低頻率 (f<100Hz)震動(dòng)波的形式釋放變形能所產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)。微震監(jiān)測系統(tǒng)通過對煤巖破壞啟動(dòng)發(fā)射的震動(dòng)波的響應(yīng),實(shí)現(xiàn)約10km范圍的危險(xiǎn)源探測。
微震法優(yōu)點(diǎn)是:監(jiān)測范圍廣,比地震臺(tái)定位精度高出上千倍,能對煤巖破裂事件作出較準(zhǔn)確的定位,并計(jì)算出釋放能量;在線實(shí)時(shí)監(jiān)測,節(jié)省人力,并及時(shí)通報(bào)信息,軟件數(shù)據(jù)后處理功能強(qiáng)大;設(shè)備傳感器布置在開拓巷道,受井下設(shè)備影響小,可重復(fù)使用,波蘭的第五代產(chǎn)品ARAMIS M/E使用期一般15~20a。缺點(diǎn)是:初期投資較大,價(jià)格較高;井下傳感器布置受開采范圍影響,開采水平越多,形成包圍網(wǎng)絡(luò)時(shí)精度越高,目前水平、垂直定位誤差仍然在兩位數(shù);傳感器優(yōu)化布置需要人為爆破,不能自動(dòng)化自我調(diào)整。
(2)地音法 地音是煤巖體破裂釋放的能量以彈性波形式向外傳遞過程中所產(chǎn)生的聲學(xué)效應(yīng)。地音是由于井下開采活動(dòng)誘發(fā)的,其震動(dòng)頻率高,大約150~3000Hz;震動(dòng)能量一般為0~103J。與微震相比,地音為一種高頻率、低能量的震動(dòng)。研究表明地音是煤巖體內(nèi)應(yīng)力釋放的前兆,地音信號的多少、大小等指標(biāo)反映了巖體受力的情況。地音監(jiān)測系統(tǒng)是通過對近場煤巖破壞啟動(dòng)發(fā)生的地音信號的響應(yīng),實(shí)現(xiàn)約200m范圍的危險(xiǎn)源探測[8-10]。
煤巖層的破壞、裂隙擴(kuò)展總是經(jīng)歷一個(gè)量變到質(zhì)變的過程。因此對微震活動(dòng)頻繁的重點(diǎn)區(qū)域,采用地音監(jiān)測技術(shù),是對微震監(jiān)測技術(shù)的補(bǔ)充。
地音監(jiān)測區(qū)域一般集中在主采工作面和掘進(jìn)工作面。通過提供統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間監(jiān)測區(qū)域內(nèi)地音事件的頻度、能率、頻率、延時(shí)等一系列地音參量,找出地音活動(dòng)規(guī)律,以此來判斷監(jiān)測區(qū)域的煤巖體受力狀態(tài)和破壞程度。
2008年10月,煤炭科學(xué)研究總院開采分院沖擊地壓研究室人員將地音監(jiān)測技術(shù)從波蘭引進(jìn)國內(nèi)。圖1為華亭礦區(qū)硯北煤礦井下地音探測器布置方案示意圖。可見工作面每條巷道布置2個(gè)探測器,隨著工作面的推進(jìn),探測器邁步遷移。通過對一段時(shí)間內(nèi)接收到的煤巖破壞地音信息的分析,可以分別按分、小時(shí)、工作班對當(dāng)時(shí)危險(xiǎn)狀態(tài)作出評價(jià)。
圖1 硯北煤礦井下ARES 5地音傳感器布置
地音監(jiān)測方法的優(yōu)點(diǎn)是:依據(jù)量變到質(zhì)變的原理,填補(bǔ)了微震所監(jiān)測不到的盲區(qū);設(shè)備井下安裝簡單、方便;傳感器可重復(fù)性使用,使用周期較長;軟件數(shù)據(jù)后處理功能強(qiáng);在線實(shí)時(shí)監(jiān)測,節(jié)省人力,監(jiān)測范圍較大。
(3)電磁輻射法 俄羅斯在前蘇聯(lián)時(shí)期就研究應(yīng)用電磁輻射法,近年來,該方法在我國的應(yīng)用也較廣泛,它通過接收煤巖破壞產(chǎn)生的電磁輻射來測量煤巖體內(nèi)應(yīng)力集中程度。電磁輻射是一種非接觸式探測方法,其優(yōu)點(diǎn)是:不需要安裝,直接掛靠在巷道煤幫;為便攜式設(shè)備,單個(gè)工人就能攜帶;可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。缺點(diǎn)在于不能實(shí)現(xiàn)定位,而且監(jiān)測范圍也只有數(shù)十米,受井下變頻設(shè)備干擾較大。
以上分析表明,沖擊地壓預(yù)警方法眾多,對于不同礦區(qū),可能采用一種方法,也可能采用幾種方法進(jìn)行綜合監(jiān)測,因此形成了不同的預(yù)警模式。
單一人工探測主要在一些以前未出現(xiàn)過,目前有沖擊地壓跡象的省份或礦區(qū)應(yīng)用。采用鉆屑法、鉆孔應(yīng)力監(jiān)測、巷道變形觀測中的一種方法。這種模式由于人員工作量較大,單一的監(jiān)測結(jié)果缺乏驗(yàn)證、比較,因此預(yù)警可靠度最低,甚至不能警示災(zāi)害的發(fā)生。
綜合礦壓觀測主要是將巖石力學(xué)方法中的幾種方法組合起來使用,例如鉆屑法、巷道變形觀測、鉆孔應(yīng)力監(jiān)測,甚至將采場、巷道支架的工作阻力監(jiān)測組合進(jìn)來。這種模式主要在一些已經(jīng)出現(xiàn),但是沖擊地壓顯現(xiàn)較輕的省份或礦區(qū)應(yīng)用,雖然能將監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行橫向比較,相互驗(yàn)證,但都是近距離監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果往往難以滿足指導(dǎo)沖擊地壓防治的要求。究其原因有三:一是采用巖石力學(xué)方法監(jiān)測到的圍巖變形等特征,很難判斷出是常規(guī)礦壓顯現(xiàn)還是沖擊地壓前兆;二是沖擊地壓發(fā)生經(jīng)歷3個(gè)階段[11],上述巖石力學(xué)方法監(jiān)測半徑相對較小,一旦監(jiān)測到圍巖驟變特征,沖擊地壓本身已經(jīng)即將進(jìn)入第3階段,即沖擊地壓顯現(xiàn)階段,預(yù)警的作用降低;三是采掘活動(dòng)空間采動(dòng)圍巖的應(yīng)力調(diào)整導(dǎo)致圍巖變形本身是一種能量釋放,因此,這種近表面監(jiān)測模式預(yù)警沖擊地壓可靠性仍然很低。
單一物探監(jiān)測主要是采用電磁輻射儀、微震監(jiān)測系統(tǒng)、地音 (聲發(fā)射)監(jiān)測系統(tǒng)中的一種監(jiān)測預(yù)警沖擊地壓。這種模式以監(jiān)測煤巖中的集中動(dòng)載荷源為目標(biāo),忽視了圍巖近場集中靜載荷是沖擊啟動(dòng)的內(nèi)因[11],主要應(yīng)用在沖擊地壓事件較多,已經(jīng)出現(xiàn)過破壞性沖擊地壓的礦井,雖然考慮到了采掘活動(dòng)空間遠(yuǎn)場圍巖的破壞對沖擊啟動(dòng)的促進(jìn)作用,但是由于各自監(jiān)測原理及有效監(jiān)測半徑的不同,使用效果差異較大,并且單一方法缺乏驗(yàn)證。
多參量綜合監(jiān)測是將巖石力學(xué)方法與地球物理方法相組合的一種監(jiān)測預(yù)警模式。這種模式投入的人力、物力相對較大,是我國典型的沖擊地壓礦井主要應(yīng)用模式,例如新汶華豐礦、撫順老虎臺(tái)礦、臨沂古城礦、徐州三河尖礦、義馬千秋、躍進(jìn)礦、甘肅華亭礦等。該模式考慮到了各種手段的局限性,采用綜合的指導(dǎo)思想,同時(shí)采用所有監(jiān)測手段,實(shí)踐證明沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警仍然是重大難題。
因地質(zhì)條件和投入的不同,沖擊地壓災(zāi)害防治效果也不同。沖擊地壓防治的最薄弱環(huán)節(jié)是不能夠準(zhǔn)確預(yù)測,除了監(jiān)測預(yù)警設(shè)備存在各自缺陷外,在設(shè)備應(yīng)用方面也存在很多技術(shù)方面的問題。
(1)沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式設(shè)計(jì)與沖擊地壓發(fā)生機(jī)理相脫節(jié) 目前我國存在多種沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式的原因,不僅是因?yàn)楣芾砘蚪?jīng)濟(jì),更主要是對沖擊地壓發(fā)生機(jī)理和建立在機(jī)理基礎(chǔ)上的沖擊地壓發(fā)生類型沒有掌握,而在選擇沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警方法時(shí),全憑經(jīng)驗(yàn)或參照其他礦,與本礦自身發(fā)生機(jī)理相脫節(jié),導(dǎo)致監(jiān)測模式存在缺陷或?yàn)E用。
(2)監(jiān)測預(yù)警傳感器布置區(qū)域缺乏指導(dǎo) 在進(jìn)行沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警傳感器井下布置前,由于沒有預(yù)先進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)區(qū)劃分,以及傳感器數(shù)量有限,導(dǎo)致井下布置區(qū)域選擇時(shí)缺乏針對性,存在盲區(qū)或重復(fù)的情況,因此監(jiān)測模式一開始就存在很大誤差,再加設(shè)備本身的誤差,往往顧此失彼。
(3)對監(jiān)測目標(biāo) (沖擊地壓危險(xiǎn)源)缺乏針對性 多種監(jiān)測手段共用時(shí),由于對沖擊地壓危險(xiǎn)源構(gòu)成,及其在時(shí)間、空間上的分布特征缺乏研究,因此布置傳感器時(shí)缺乏空間概念,導(dǎo)致原理不同的設(shè)備交錯(cuò)使用,或相同原理的設(shè)備平行使用。
(4)綜合監(jiān)測,多種手段結(jié)果矛盾 由于在沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式應(yīng)用技術(shù)上存在眾多問題,后期又缺乏信息的動(dòng)態(tài)反饋,導(dǎo)致監(jiān)測預(yù)警效果不佳,因而采取綜合監(jiān)測,造成人力、物力成本大增。不同監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測原理不同,監(jiān)測對象、有效精度、監(jiān)測范圍也不同,最終得出的預(yù)警結(jié)果橫向相比經(jīng)常相互矛盾,沒有進(jìn)行深入分析驗(yàn)證難以指導(dǎo)沖擊地壓防治工作。
(1)沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式設(shè)計(jì)分源化、空間層次化 沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式設(shè)計(jì)分源化主要依據(jù)沖擊地壓啟動(dòng)理論[11],對沖擊地壓啟動(dòng)的內(nèi)因——集中靜載荷,采用巖石力學(xué)方法監(jiān)測預(yù)警;外因——集中動(dòng)載荷,采用地球物理方法進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警。
空間層次化主要針對地球物理方法,因?yàn)榇祟惙椒ㄊ欠墙佑|式、遠(yuǎn)程監(jiān)測,因此監(jiān)測尺度因載荷源的空間分布特征和各自有效范圍開展層次化辨識。例如從監(jiān)測范圍來說,ARAMIS M/E微震監(jiān)測系統(tǒng)能獲得區(qū)域大范圍內(nèi)巖層活動(dòng)的相關(guān)信息,屬于區(qū)域大范圍內(nèi) (礦井或采區(qū))的監(jiān)測手段;ESG地音監(jiān)測系統(tǒng)能獲得煤巖體微破裂信息,但監(jiān)測范圍小,屬于局部小范圍內(nèi) (回采工作面、掘進(jìn)面)的監(jiān)測手段,如圖2所示。從監(jiān)測事件類型來看,ARAMIS M/E微震監(jiān)測的對象主要是震動(dòng)比較強(qiáng)烈、震動(dòng)頻率通常小于150Hz的事件,屬于微震(簡稱MS)范疇,一般為大范圍裂隙貫通并產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象;ESG地音監(jiān)測的對象主要是能量比較弱的,一般為0~103J,震動(dòng)頻率較高,為大于150Hz而小于3000Hz的事件,屬于地音 (簡稱AE)范疇,通常為煤巖裂隙擴(kuò)張或產(chǎn)生局部破壞的現(xiàn)象,相比于微震現(xiàn)象,地音為一種高頻率、低能量的震動(dòng)[12]。一般來說,ESG地音覆蓋了部分微震信號和幾乎全部的地音信號,見圖3。
圖2 微震和地音監(jiān)測區(qū)域范圍
圖3 ARAMIS M/E系統(tǒng)和ESG系統(tǒng)監(jiān)測頻率范圍分布
ARAMIS M/E微震監(jiān)測系統(tǒng)和ESG地音監(jiān)測系統(tǒng)的這種區(qū)別使得它們在沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警中體現(xiàn)出了其各自的長處和局限性。以千秋煤礦為例,對于沖擊動(dòng)載荷源位于該礦21141工作面低位巖層的高能事件,ESG評價(jià)效果更好,反之,則ARAMIS M/E更佳。2010年5月15日-11月25日,ARAMIS M/E監(jiān)測范圍內(nèi)共發(fā)生的31次能量大于107J的高能事件中,ARAMIS M/E作出提前預(yù)報(bào)的有24次,ESG則為17次。其中位于ESG監(jiān)測范圍的事件有17次,ARAMIS M/E作出提前預(yù)報(bào)的有12次,ESG則為15次[12]。
(2)信息動(dòng)態(tài)反饋調(diào)整 (局部監(jiān)測點(diǎn)隨著區(qū)域指導(dǎo)快速調(diào)整) 目前沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式設(shè)計(jì),以及傳感器一旦在井下安裝完畢,幾乎不再調(diào)整,但井下開采環(huán)境每天都隨著煤炭采出而不斷變化,采掘空間的應(yīng)力環(huán)境也在不斷地改變,所以監(jiān)測模式也應(yīng)對這些變化信息作出動(dòng)態(tài)反饋,尤其是對于“集中動(dòng)載荷”型沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警,由于其發(fā)生需要2種載荷源同時(shí)作用,地球物理方法,特別是微震監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)畢^(qū)巖層宏觀運(yùn)動(dòng)作出監(jiān)測,通過其監(jiān)測到的事件密集區(qū)要及時(shí)視為局部監(jiān)測的目標(biāo)。
(3)精細(xì)化研究 沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警是制約防治效果的核心環(huán)節(jié),沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警精細(xì)化研究是沖擊地壓防治工作的復(fù)雜性和重要性所必須的。沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警精細(xì)化研究主要體現(xiàn)在對每種設(shè)備的性能、優(yōu)缺點(diǎn)的準(zhǔn)確了解,尤其是地球物理方法在不同傳播介質(zhì)中的特征、發(fā)生沖擊事件前后監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化特征,以及對同類監(jiān)測設(shè)備的性能、精度、先進(jìn)性、監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠度等的比較;同時(shí)對設(shè)備的布置要精細(xì)設(shè)計(jì),精準(zhǔn)安裝。
(4)預(yù)警結(jié)果綜合權(quán)重分析法 總結(jié)和分析多年來的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),多參量綜合監(jiān)測模式正逐漸成為沖擊地壓主要監(jiān)測預(yù)警模式,但即使采用了分源、層次化布置設(shè)計(jì),在各種監(jiān)測方法的結(jié)果得出來后,通過橫向比對,仍可能存在差異性結(jié)論。因此各種預(yù)警手段和指標(biāo)對最終綜合結(jié)果的影響的程度存在權(quán)重,權(quán)重較小的結(jié)果僅為參考值。筆者認(rèn)為采掘空間“集中靜載荷”的預(yù)警結(jié)果所占權(quán)重要大得多,因?yàn)閺臎_擊地壓啟動(dòng)理論來看,“集中靜載荷”是內(nèi)因,“集中動(dòng)載荷”是外因。
(5)監(jiān)測設(shè)備的改進(jìn) 雖然沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警的方法不斷地推陳出新,但實(shí)際上現(xiàn)有方法研究還沒有結(jié)束,由于技術(shù)攻關(guān)難度的加大導(dǎo)致新產(chǎn)品的不斷推出,而忽視了對現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)備精度的提高。例如微震監(jiān)測系統(tǒng)雖說能對事件作出定位,但該設(shè)備說明書中縱向誤差達(dá)50m,橫向誤差也達(dá)20m左右,雖然在實(shí)際應(yīng)用中可通過爆破效驗(yàn)降低至個(gè)位數(shù),但其誤差精度有很大的提升空間。目前的地球物理方法是以被動(dòng)接受為主,因此開發(fā)主動(dòng)性的發(fā)射性的物探設(shè)備,或者通過巖層破斷前的溫度等其他信息來主動(dòng)探測也是發(fā)展方向。
(1)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)的發(fā)展程度是制約煤礦沖擊地壓防治效果的重要環(huán)節(jié),目前沒有任何一種單一的方法能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測沖擊地壓,多種方法聯(lián)合預(yù)警、權(quán)重分析可以進(jìn)一步增強(qiáng)沖擊地壓預(yù)警的可能性。
(2)任何沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警方法都是以監(jiān)測沖擊地壓危險(xiǎn)源為目的,因而掌握沖擊地壓危險(xiǎn)源類型、空間、時(shí)間分布特征是沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警模式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
(3)沖擊地壓預(yù)測任重道遠(yuǎn),開展沖擊地壓精細(xì)化、專業(yè)化研究,建立在沖擊地壓啟動(dòng)機(jī)理基礎(chǔ)上的監(jiān)測預(yù)警技術(shù)將使得沖擊地壓防治措施實(shí)施得到較好地指導(dǎo)。
[1]齊慶新,竇林名.沖擊地壓理論與技術(shù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2008.
[2]潘俊鋒,張 寅,夏永學(xué),等.基于地球物理響應(yīng)的沖擊地壓危險(xiǎn)源辨識研究[J].煤炭工程,2012(1):96-101.
[3]潘俊鋒,毛德兵,夏永學(xué),等.基于關(guān)聯(lián)因素前兆監(jiān)測的沖擊地壓發(fā)生區(qū)域與時(shí)期初探 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2012,31(8):1024-1034.
[4]譚云亮,李芳成,周 輝.沖擊地壓聲發(fā)射前兆模式初步研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2000,19(4):425-428.
[5]蘇承東,李化敏.深埋高應(yīng)力區(qū)巷道沖擊地壓預(yù)測與防治方法研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2008,27(S2):3841-3846.
[6]姜福興,楊淑華,成云海.煤礦沖擊地壓的微地震監(jiān)測研究[J].地球物理學(xué)報(bào),2008,49(5):1513-1516.
[7]潘俊鋒,藍(lán) 航,毛德兵,等.沖擊地壓危險(xiǎn)源層次化辨識理論研究 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2011,30(S1):2844-2849.
[8]潘俊鋒,齊慶新,毛德兵.沖擊礦壓危險(xiǎn)源及其層次化辨識[J].煤礦開采,2010,15(4):4-7.
[9]任 勇,夏永學(xué),張修峰.基于地音活動(dòng)規(guī)律的沖擊危險(xiǎn)性評價(jià)技術(shù)[J].煤礦開采,2010,15(6):90-92.
[10]韓玉鑒,韓榮軍,鄧志剛.基于地音事件加權(quán)平均能量值的沖擊礦壓預(yù)測 [J].煤礦開采,2011,16(6):87-89.
[11]潘俊鋒,寧 宇,毛德兵,等.煤礦開采沖擊地壓啟動(dòng)理論[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2012,31(3):586-596.
[12]夏永學(xué),藍(lán) 航,魏向志.基于微震和地音監(jiān)測的沖擊危險(xiǎn)性綜合評價(jià)技術(shù)研究[J].煤炭學(xué)報(bào),2011,36(S2):358-364.
[13]鞠文君.急傾斜特厚煤層水平分層開采巷道沖擊地壓成因與防治技術(shù)研究[D].北京:北京交通大學(xué),2009.