在煤炭开采过程中,地质构造尤其是断层对巷道掘进有重要影响,其中逆断层的存在会对煤层应力分布、瓦斯赋存及煤的物理性质产生显著影响。逆断层作为一种封闭构造,因其较高的瓦斯含量和较大的瓦斯压力,具有较大的煤与瓦斯突出危险性。因此,准确预测逆断层区煤与瓦斯突出的危险性,对于保障煤炭掘进作业的安全具有重要意义。
电磁辐射(Electromagnetic Radiation,EMR)法是一种用于预测煤与瓦斯突出危险性的新型技术。该方法由中国矿业大学的王恩元教授团队研制,并已在全国多个矿区得到应用。EMR法利用电磁辐射监测仪,能够实现非接触式的预测,无需进行打钻作业,从而减轻了对生产的影响,并且能够适应含瓦斯煤体分布的不均匀性。此外,EMR法便于进行定向及区域性预测,并可实现动态连续监测与预报,准确反映含瓦斯煤体的动态变化过程,既可探测煤壁附近的突出危险性,又可检验防突措施的效果。
在进行掘进作业时,逆断层的存在可能会导致地应力重分布,并可能诱发突出灾害。在煤与瓦斯突出预测中,研究人员发现,掘进过程在接近逆断层时,煤体中的电磁辐射信号会发生相应变化。具体表现为,在揭露上盘煤层之前,电磁辐射信号强度会逐渐上升至最大值;而在揭露上盘煤层后,信号强度会迅速降低,并稳定在较低水平。这一信号变化趋势可以用来判定煤与瓦斯突出危险性,即在揭露上盘煤层之前,危险性增大;揭露之后,危险性降低。
电磁辐射法作为一种监测手段,在煤与瓦斯突出预测领域的应用,展示了其独特的优势。该方法可以实现连续监测,为瓦斯突出预测提供连续的时间序列数据,有助于判断和预测瓦斯突出的时空特性。由于其非接触的特点,EMR法更加便捷和安全,减少了传统预测方法可能引入的风险。再者,EMR法具有较好的空间定位能力,能够识别突出危险带的位置,从而指导安全作业和防突措施的实施。
然而,电磁辐射法同样存在一些限制,例如其预测结果可能会受到电磁环境和监测设备精度的影响。因此,在使用电磁辐射法时,需要根据实际的地质条件和监测数据进行综合分析,以提高预测的准确性。
在实际应用中,研究者需要对监测数据进行采集、处理和分析,确保数据的准确性和预测结果的可靠性。研究团队应将EMR监测技术与地质分析、数值模拟等方法结合起来,形成一套完整的预测体系。此外,对于不同类型的断层,其对煤与瓦斯突出的影响机制可能存在差异,因此在预测和防治工作时应针对具体的地质条件进行分析和应对。
电磁辐射法在煤与瓦斯突出预测中的应用,为煤炭安全生产提供了新的技术手段。通过这种先进的监测方法,可以更好地指导防突工作,降低灾害事故的风险,保障煤炭生产的顺利进行。随着监测技术的不断发展,该方法将在未来的煤矿安全管理中发挥更大的作用。