科创中国
冲击地压声电实时监测预警技术
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-26 16:33:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”科技成果转化生态赋能专业科技服务团| 李宁 | 2022-11-02 15:08:30
冲击地压是采掘空间周围受载煤岩体变形破裂演化到一定程度而发生的突变灾害。煤岩体受载变形或破裂时会产生电磁辐射、超低频电磁感应、声发射或微地震等声电信号，应力及加载速率越大，变形破裂越强烈，声电信号越强。声电信号的变化能够反映冲击地压的主要影响因素及演化过程。通过多点、多区域、实时监测声电信号及其变化规律，采用临界值法和趋势法判定声电信号异常范围，实现对冲击地压、岩爆等灾害的及时有效预警。
关键技术一：声电信号分布式实时同步监测技术。可分布式实时同步监测电磁辐射、超低频电磁感应、声发射或微地震等声电信号。
关键技术二：声电信号特征及动态变化趋势分析技术。对监测数据可自动进行趋势分析，自动滤除干扰信号，自动提示传感器线路故障或数据异常，大幅度提高了系统的自动化程度和可靠性。
关键技术三：冲击地压危险时空趋势预警技术。通过区域性临界值法和动态趋势法判定声电信号异常范围，根据灾害的危险性，自动分级预警。
本技术适用于冲击地压、岩爆和煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害实时监测预警。先后应用于北京长沟峪煤矿所有强矿压危险掘进巷道和回采工作面。为预防强矿压灾害，建立了强矿压声电实时监测及预警系统，通过多点、多区域、实时监测电磁辐射和声发射信号，实现了对巷道和回采工作面顶板垮落、应力集中、强矿压显现和煤岩冲击等的危险识别及自动预警。实践表明，对强矿压显现等危险的预警准确率大于 75%，且无漏报。监测预警效果良好，有效控制了长沟峪煤矿强矿压显现。该技术还在冲击地压非常严重的抚顺老虎台煤矿进行了成功应用，有效预警 10 多次冲击地压危险。
中国矿业大学南湖校区安全工程学院下设通风与防灭火、矿井瓦斯防治与利用、安全监测与大数据利用、公共安全与消防、职业健康与防护5个研究所；设立有安全工程、消防工程、职业卫生工程3个专业教学研究中心，拥有矿业工程国家级实验教学示范中心（安全分中心）、江苏省省级实验教学示范中心。
学院现有教职工110名，其中两院院士2名、教授33名，副教授34人，博士生导师47人，硕士生导师87人。拥有以周世宁院士为学术带头人，以王德明、林柏泉、程远平、周福宝、王恩元、秦波涛、翟成等一批在安全领域的知名教授和一批年轻博士组成的高水平创新学术团队。
我国煤矿冲击地压、矿山和隧道岩爆等煤岩动力灾害非常严重，现有 160 多座矿井受到冲击地压灾害的威胁，大量非煤矿井和深埋隧道受到岩爆威胁。随矿山开采深度不断增加，冲击地压灾害日趋频繁、严重及复杂，出现冲击地压灾害的矿井数目越来越多。因此冲击地压声电实时监测预警技术与装备具有很好的推广应用前景，具有重要的社会经济效益。
该技术可以对监测数据自动进行趋势分析，并且能自动滤除干扰信号和自动提示传感器线路故障或数据异常等情况。通过区域性临界值法和动态趋势法判定声电信号异常范围，根据灾害的危险性，自动分级预警。该技术成熟，在多个煤矿进行了应用，可提供设备、系统等技术产品，可进行技术转让，还可以提供技术服务、技术指导、技术咨询等。
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