深部煤岩动力灾害的前兆信息特征与监测预警理论

作者:发布时间:2010-05-10浏览次数:3199

课题负责人:窦林名

学术骨干:蒋宇静、谭云亮、王连国、刘海顺

承担单位:中国矿业大学、山东科技大学

    费:432万元

项目简介:

研究煤岩动力灾害发生的不同信息前兆特征及其耦合特征、变化规律和演变机理,探索煤岩动力破坏全过程的可测信息特征及变化规律,形成深部煤岩动力灾害的多参量前兆识别及监测预警理论与技术体系。

    在国际国内重要科学刊物上发表SCIEI 论文15-20篇,出版学术专著1部,培养硕士和博士研究生10-15名,并力争培养出具有重要显示度高层次人才和学术团队。

 

研究内容:

1、煤岩动力破坏的微震、声发射及电磁辐射响应规律

基于煤岩动力灾害发生的“顶板-煤层-底板”结构模型,试验研究深部不同组合方式的煤岩结构在动、静载作用下变形失稳的微震、声发射以及电磁辐射响应规律;揭示煤岩冲击破坏的微震、声电特征参数及其判别准则;建立微震、声电信号强度与应力、煤岩结构的物理力学参数、能量耗散以及震动波强度之间的关系模型,形成深部煤岩动力灾害多参量预测、预警的基础理论。

2、煤岩动力破坏的微震、声发射以及电磁辐射前兆信息识别理论

测试不同物理力学特征、应力与地质构造环境的深部煤岩结构变形失稳的微震、声发射以及电磁辐射敏感参数;分析冲击地压演化过程的微震以及声电的时-空响应特征及机制,揭示多参量前兆信息特征参数及判别技术,特别是煤岩动力破坏的震源精确定位、波速反演求解、震动波频谱变化特征和应力场梯度分布规律,波速与煤岩体应力之间的关系等演变规律,分析三者的相互协调机制,形成深部煤岩动力灾害的多参量前兆信息识别理论。

3、深部煤岩动力灾害的监测、预警技术

    依据深部煤岩结构变形失稳的多参量前兆信息特征参数的相互耦合关系,研究前兆信息多参量与能量耗散、受载载荷以及震动波强度、频谱之间的关系,研究岩体中能量场、应力场、波速场的时空分布与动态演化规律,建立统一的冲击地压多参量分级预测准则及技术体系,形成基于微震、声发射监测系统、电磁辐射系统的多参量前兆信息识别与预测技术。现场监测煤岩动力灾害孕育、演化和诱发过程中的异常特征和前兆信息,并进行验证,实现煤岩动力灾害危险性特征信息的不间断连续监测和预警。

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