試論煤礦沖擊礦壓(地壓)傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

袁野 孔宣 王建邦

【摘要】近幾年，我國(guó)煤礦開(kāi)采工作中常常會(huì)出現(xiàn)煤礦動(dòng)壓?jiǎn)栴}，彈性能量突然釋放就會(huì)導(dǎo)致井巷爆炸性事故，需要相關(guān)部門(mén)結(jié)合實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行綜合性處理，因此，煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沖擊礦壓，技術(shù)人員要及時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，一定程度上避免安全事故問(wèn)題。本文對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目創(chuàng)新機(jī)制進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并集中闡釋了煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，旨在為研究人員提供更加有價(jià)值的參考建議。

【關(guān)鍵詞】煤礦；沖擊礦壓；沖擊地壓；傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

一、監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的創(chuàng)新

在建設(shè)煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)前，要對(duì)沖擊礦壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，除了要借助傳感器對(duì)煤壁電磁輻射變化進(jìn)行分析外，也要對(duì)超聲探測(cè)裝置、重力儀器、紅外遙感監(jiān)測(cè)裝置等進(jìn)行統(tǒng)籌應(yīng)用，有效對(duì)變化數(shù)值進(jìn)行分析，建立客觀的檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

在技術(shù)應(yīng)用和操作過(guò)程中，主要是利用采礦聲波法，對(duì)地質(zhì)問(wèn)題和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行全面分析。之所以應(yīng)用采礦聲波法，主要是由于聲波研究具有明顯的非破壞性，獲取信息的成本較低，且技術(shù)含量較高，尤其是在巖體原有應(yīng)力或者是開(kāi)采導(dǎo)致的應(yīng)力出現(xiàn)差異變動(dòng)時(shí)，要對(duì)聲波參數(shù)信息量進(jìn)行有效的觀測(cè)和分析。目前，應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)主要包括聲波剖面測(cè)量法、巷道聲波透視測(cè)量法、鉆孔聲波剖面測(cè)量法、鉆孔聲波透視測(cè)量法等。

聲發(fā)射探頭布置在上平巷煤壁結(jié)構(gòu)中和下平巷頂板結(jié)構(gòu)中，探頭設(shè)置在1.5米以上的鉆孔結(jié)構(gòu)中，避開(kāi)巷道周?chē)霈F(xiàn)的破碎帶。在回采工作面展開(kāi)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，要保證近探頭距離工作面的40米位置，遠(yuǎn)探頭距離工作面110米的位置。需要注意的是，要對(duì)探頭進(jìn)行去噪處理，探頭布置在距離工作面的20米位置，而當(dāng)掘進(jìn)巷道監(jiān)測(cè)體系建立后，探頭的位置距離掘進(jìn)面約30米到100米之間，避開(kāi)斷層結(jié)構(gòu)和老巷道等阻尼數(shù)據(jù)較大的位置。

采礦點(diǎn)法的應(yīng)用范圍也較大，能結(jié)合巖石的特征變化處理頂板以及地質(zhì)技術(shù)問(wèn)題，井下地點(diǎn)法需要借助技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合處理。不僅僅要認(rèn)知底板巖層地質(zhì)條件，也要合理化評(píng)價(jià)自然災(zāi)害，著重評(píng)價(jià)支架和圍巖的相互作用效果。并且，要集中監(jiān)測(cè)開(kāi)拓巷道和回采巷道的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，將傳感器安裝在鉆孔的平底位置，針對(duì)地點(diǎn)變化，有效預(yù)測(cè)沖擊礦壓的發(fā)生地點(diǎn)和發(fā)生幾率，著重對(duì)巷道附近低電阻異常情況以及巷道邊裂隙水增加情況進(jìn)行整合。

除此之外，還能借助熱紅外遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)調(diào)查條件進(jìn)行分析，主要低研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源的分布情況，能對(duì)應(yīng)力場(chǎng)以及礦井進(jìn)行溫度分析。尤其是對(duì)煤與瓦斯突出實(shí)際情況展開(kāi)處理，能對(duì)溫度升高和降低有較為敏感的反映，借助煤柱承載屈服效果的動(dòng)力過(guò)程對(duì)頂板運(yùn)動(dòng)進(jìn)行判定。

二、煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

在設(shè)定煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，要結(jié)合監(jiān)測(cè)探測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，主要是借助傳感器，其技術(shù)結(jié)構(gòu)較為單一，通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)煤壁的電磁輻射變化情況，測(cè)量數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)情況會(huì)存在一定的偏差，數(shù)據(jù)分析過(guò)程也會(huì)存在問(wèn)題。因此，相較于單一化的監(jiān)測(cè)方式，煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)更具優(yōu)勢(shì)，由不同的傳感器共同協(xié)作，提高了數(shù)據(jù)的全面性和完整性，也能借助數(shù)據(jù)對(duì)比分析得出更加完整且準(zhǔn)確的結(jié)論，有效避免了數(shù)據(jù)結(jié)論錯(cuò)誤的問(wèn)題，從客觀現(xiàn)實(shí)出發(fā)，建構(gòu)更加系統(tǒng)化的煤礦礦井巷道內(nèi)壁應(yīng)力體系。

傳感器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，能將數(shù)據(jù)借助網(wǎng)絡(luò)直接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心內(nèi)部，數(shù)據(jù)中心要結(jié)合數(shù)據(jù)參數(shù)展開(kāi)全面匯總，并且針對(duì)數(shù)據(jù)予以全面分析和綜合性管控，一定程度上有效分析煤巖巷道應(yīng)力的變化趨勢(shì)。正是基于此，傳感器工作具有實(shí)時(shí)性，要想對(duì)煤壁應(yīng)力變化進(jìn)行全面監(jiān)督和控制，就要對(duì)數(shù)據(jù)處理信息預(yù)測(cè)安全性給予重視，從而有效判定變化趨勢(shì)。若是出現(xiàn)預(yù)測(cè)危機(jī)，則系統(tǒng)會(huì)實(shí)際作出預(yù)警警報(bào)，確保工作面安全性得以?xún)?yōu)化。例如，在煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，地電傳感探頭的交換機(jī)結(jié)構(gòu)、電磁能量探測(cè)傳感探頭的交換機(jī)結(jié)構(gòu)、熱紅外傳感探頭的交換機(jī)結(jié)構(gòu)、重力傳感探測(cè)儀的交換機(jī)結(jié)構(gòu)和聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感探頭的交換機(jī)結(jié)構(gòu)等是基礎(chǔ)層，將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)采集交換機(jī)后，展開(kāi)全面分析，利用數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和磁盤(pán)存儲(chǔ)陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和分析。

不同傳感器共用協(xié)作檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，但也存在一定的制約因素，系統(tǒng)建立的前期成本投入較大，系統(tǒng)的安裝和處理過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜。相關(guān)部門(mén)為了進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)效果的準(zhǔn)確性和全面性，要對(duì)技術(shù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行機(jī)制和管控措施展開(kāi)更加全面的分析和整合。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，伴隨著傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦沖擊礦壓（地壓）傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制也將成為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目發(fā)展的必然趨勢(shì)，需要相關(guān)部門(mén)結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行統(tǒng)籌整合，落實(shí)更加系統(tǒng)化的技術(shù)管控機(jī)制和控制措施，為煤礦沖擊礦壓（地壓）管理的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：袁野（1991.08—），男，漢族，山東煙臺(tái)人，學(xué)士，助理工程師，研究方向：煤礦沖擊地壓防治；孔宣（1992.05—），男，山東曲阜人，學(xué)士，助理工程師；王建邦（1991.03—），男，漢族，山東濟(jì)寧人，學(xué)士，研究方向：采礦工程。