基于煤体应力监测的冲击地压在线监测预警系统 - 副本.docx

基于煤体应力监测的冲击地压在线监测预警系统 基于煤体应力监测的冲击地压在线监测预警系统 冲击地压，又称岩爆，这是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。 冲击地压发生的自然条件是煤体具有冲击倾向性，并且采场上覆岩层中具有厚度达、强度高易于形成能量积聚的岩层。 冲击地压发生的主要诱因是工作面开采过程中下位岩层冒落和离层沉降使上位厚度达、强度高的岩层形成大面积悬露，在煤岩体中形成高应力集中区，积聚巨量压缩弹性能。 因此，以上覆岩层运动为核心，以采场矿山压力理论为指导，正确预计采场上覆岩层运动规律，确定支承压力集中区的大体分布范围，并对这些重点部位进行支承压力的在线监测，是工作面冲击地压预测的可行手段之一。 重点部位包括工作面初次来压，工作面采空区见方，双工作面采空区见方，构造异常区 测点布置如图1所示。 图1冲击地压测点布置 本方案所使用的GYY15Z矿用钻孔矢量应力传感器，是根据煤体应力测试的要求专门开发的应力传感器，是目前国内精度和灵敏度最高的传感器。采用应变测量技术，测量的是煤体或岩体载荷应力，内部经过高精度A/D转换，得出钻孔内部的应力变化量，传感器内还含有一个电子罗盘，用来进行力方向判断，适用于煤矿井下煤层或岩层各种角度安装。 采用普通煤体应力传感器钻孔应力计，由于灵敏度低，不能实现对煤体应力的高精度监测，也就不能实现对冲击地压的精确预测。 矢量应力传感器主要由集成电路、芯体和防护外壳组成，安装在煤或岩石的钻孔中，并用水泥浆或环氧树脂填充密封。在煤体或岩石受到各种方向的压应力作用时，力传导到传感器的三个测力点上。使与之对应的传感器上的应变片发生变化，经过A/D转换模块接收信号，并对其进行处理，并将处理后得到的数字信号通过电缆线传输至地面的中心主站上。与此同时，电子罗盘模块也对应力传感器的方向进行判别，通过总线传送到地面。传感器采用全密封结构，防护等级为IP67。 主要技术指标 电气性能工作电压9～18V DC；工作电流≤90mA； 测量范围0.00～15.00MPa；基本误差0.1MPa；分辨率0.01Mpa； 输出信号 传输方式RS485；传输速率4800bps。