千秋礦多尺度地球物理場耦合分析及災害響應規(guī)律.pdf

1、沖擊地壓是影響深部礦井安全生產的主要災害形式之一。其監(jiān)測預報是其防治的重要基礎與前提，對確保礦山的安全生產具有重要的工程意義。本文測試分析了多尺度煤巖混凝土材料破壞聲電特征規(guī)律，針對千秋礦沖擊地壓發(fā)生的影響因素及災害特點，分析了沖擊地壓發(fā)生前后多尺度地球物理響應的特征規(guī)律，建立了基于Logistic回歸分析方法的沖擊地壓預警模型，主要取得了以下成果：
　?。?）混凝土材料的力學參數(shù)隨試件尺度的變化而變化。混凝土單軸加載條件下聲發(fā)射

2、存在5種模式，基于累計聲發(fā)射計數(shù)與應力水平的關系，給出了聲發(fā)射平靜期存在的必要條件；應力峰值處累計聲發(fā)射計數(shù)隨尺寸增加而非線性增加。循環(huán)加載條件下，累計總應變能、彈性能、耗散能與應力水平具有指數(shù)關系；累計AE計數(shù)、AE能量與累計應變能、彈性能、耗散能分別具有對數(shù)、冪函數(shù)和指數(shù)關系；不同加載階段的累計應變能量與對應的累計EMR計數(shù)具有不同的非線性關系。煤樣破壞聲發(fā)射主頻集中在3個主頻帶，隨應力水平的增加高頻信號相對增多。電磁輻射的主頻在破

3、壞前出現(xiàn)較大突變。
　?。?）千秋礦沖擊地壓的發(fā)生具有時間集中性和區(qū)域集中性，主要集中于4個時間段、3個工作面，這與煤層及圍巖性質、上覆巨厚堅硬礫巖層等煤層地質構造因素、開采技術條件、組織管理因素有關。
　　（3）沖擊地壓發(fā)生前，KBD5離散電磁輻射表現(xiàn)出“∧”或“_↗”（平靜-抬升）變化；KBD7連續(xù)電磁輻射表現(xiàn)出“↗”、“V”、“N”型變化。提出了累計震源距和平均震源距的概念，沖擊前震源距為“↗”、“V”或“∧”型；微震

4、表現(xiàn)出“∧”、“N”或“V”型。沖擊前，鉆屑量表現(xiàn)出增加趨勢；瓦斯?jié)舛葹椤皑J”或“∧”型。在發(fā)生沖擊地壓前，沖擊發(fā)生地點附近，大能量礦震相對增多。頂板上方從上至下，礦震的分布依次呈現(xiàn)出拱結構、砌體結構。在沖擊之前微震、電磁輻射與鉆孔應力、支護阻力的變化整體呈現(xiàn)出一定的協(xié)同性。
　　（4）確立了沖擊地壓預測的常規(guī)指標和綜合指標，運用 Logistic回歸方法得出了綜合預測指標與沖擊地壓危險性之間的定量關系，并進行了驗證，預警準確率為