冲击地压的电磁辐射前兆规律

冲击地压是由于井工矿山采矿活动产生的地震现象，对矿山的采掘作业空间及其中的人员和设备构成严重威胁。冲击地压发生时往往没有明显的宏观前兆，因此预测其发生的时间、地点和强度显得尤为重要。国内外学者和矿井科技人员长期致力于研究和开发冲击地压的预测和防治技术。传统的预测方法包括钻屑法和声发射法，但这些方法各有局限，而微震法监测是国外常用的冲击地压监测手段。 电磁辐射作为一种能量耗散形式，在煤岩体变形破裂过程中产生。通过对电磁辐射的研究，学者们可以更深层次地理解煤岩破坏的微观机理，并为冲击地压的预测提供新的方法和手段。本文的作者对有冲击危险的煤岩的电磁辐射特性及破坏前后的变化规律进行了实验研究，并在10多个煤矿现场观测分析了冲击地压发生前的电磁辐射动态变化规律，研究了冲击地压发生前的电磁辐射响应模式，并探讨了其响应机制。 实验系统包括加载系统、电磁辐射和声发射高速采集系统、载荷-位移记录系统及电磁屏蔽系统。通过实验，作者发现具有冲击危险性的煤岩破坏前电磁辐射随应力增大而增强，在破坏时达到最大值。应力峰值后，电磁辐射随应力的急剧降低而突然降低，其变化基本与应力同步。此外，作者还总结了冲击地压前电磁辐射的三种响应模式：逐渐增强式、突然增强式和N型模式。 电磁辐射前兆规律的研究不仅对煤矿安全有实际意义，而且对预报地震也有一定的借鉴作用。本研究获得了国家自然科学基金等多个项目的资助，研究成果已在三十多个煤矿推广应用，并取得了良好的效果。 在实验方面，煤岩试样取自北京木城涧煤矿，煤岩较硬且具有明显的冲击倾向性。试验加工了特定尺寸的圆柱形试样，并利用实验测试系统进行了一系列的测试，测试系统包括加载系统、电磁辐射和声发射高速采集系统、载荷-位移记录系统及电磁屏蔽系统。 研究成果表明，通过电磁辐射的连续监测及实时预警技术，可以有效地预测冲击地压事件，并提高矿山生产的安全性。电磁辐射技术为冲击地压的预测提供了新的方向，预示着这一技术在未来的矿井安全监控中将扮演重要的角色。