冲击地压监测系统(2)
防爆电源 主机
(光纤解调仪)
24芯光缆
12 34 传感器
6.3 ~ 9.5 少量片帮,Ⅰ级,弱冲击
Prb
ci t
Ue U0
9.5
14
~ 14 ~ 19
严重片帮,Ⅱ级,中等冲击爆 需要型支护,Ⅲ级,强烈冲击
19
严重破坏,Ⅳ级,极强冲击
冲击级别
无冲击
5 掘进工作面KJ649应力监测系统
该系统主要应用于矿井沿空小煤柱掘巷、构造应力区等高冲击危险掘进巷 道,对迎头后部200m区域内煤体应力状况进行监测。
KJ649系统实时监测效果图
KJ649系统功能
掘进工作面KJ649应力监测系统布置 沿空巷道迎头后实体下帮侧200m范围内,组间距25m;实体巷道迎头后部
冲击地压危险判据
二、局部监测 1.高精度KJ551微震监测系统
该系统主要对回采工作面震动信号的即时、连续、自动监测,能够准确计算出能量大于 100焦耳的震动发生的时间、能量及三维坐标,监测采场围岩三维破裂特征,确定出断裂层位。
KJ551微震系统实时监测效果图
KJ551微震系统功能
KJ551微震监测系统
4 回采工作面KJ550应力监测系统
该系统用于回采工作面超前300m范围内煤体应力状况实时监测。
KJ550系统实时监测效果图
KJ550系统功能
回采工作面KJ550应力监测系统布置
应力计测站间距25m,随工作面开采随撤随安装,保证不少于12组运行; 每组测站布置2个测点,孔深为13m和8m,间距2m。
矿井
数据实时分析,预警提醒
集团
各矿信息集中展示,全局掌控
远程数据分析
疑难问题,远程专家服务
集团公1号矿微震监测系统
2号矿微地震系统
N号矿微震系统
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冲击地压监测数据的人工综合分析—— 严格执行防冲会 议制度,利用监测系统分别做出的微震日报表、钻粉报表、 综合分析等日报表,来指导现场生产。
ARAMIS M/E微震监测系统
该系统的主要是对矿井采区范围的微震事件进行实时监测,自动记录微震活动, 并进行震源定位和微震能量计算。
ARAMIS微震系统实时监测效果图
ARAMIS微震系统功能
34
32
全矿井微震监测系统
2.采区三维地应力在线监测
该系统的主要是对采区范围的煤层上方基本顶的原始应力进行在线动态测量。首先,测量围岩 的原始三维应力;然后,在该位置安装固定式应力传感器,在线连续监测应力变化及增量。
小
结
1.煤矿冲击地压威胁越来越严重,冲击地压矿井数量也会 越来越多;
2.冲击地压监测装备和卸压解危技术手段种类较多,如何 搭配选用相应的装备和技术手段,是影响防冲成败的重 要因素;
3.防冲的系统化和专业化相结合是实现防冲目标的关键。
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(1)同时开展应力监测、震动监测; (2)监测的物理量:应力变化和震源特征; (3)同时安装应力动态监测系统和微震监测系统; (4)震动测动态,区域预警; (5)应力测险态,临场预警。
KJ874井田地震(矿震)台网
该系统监测范围覆盖整个矿区,能实现整个
井田范围内全方位、多层次连续监测,能准确标 定大于0.5级以上,能量大于100焦耳,频率 0.1Hz~60Hz的震动事件 。
采用“地面、井下一体化”安装模式。地面 共布置2个台站,主要作用是校正震源深度,辅助 定位;井下采用斜对角布置方式布置4个台站,其 中2个对角台站用于震级标定和能量校正,另外2 个对角台站用于能量标定和震级校正。
与ARAMIS微震系统相互弥补,构建全频广 域震动(监测范围:工作面→矿井→矿区;震动 事件频率由低频到高频)监测系统,实现矿井的 立体实时监控预警。
2.KJ669煤矿掘进工作面地音综合监测系统
该系统主要用于矿井主要采动影响区域(回采工作面也可安装),可以捕捉到到采动影响 区能量小于 100 J、震动频率为 10-2000Hz 的地音事件,对采场围岩破裂信息进行量化监测。
KJ669地音系统实时监测效果图
KJ669地音系统结构图
KJ669煤矿掘进面地音综合监测系统
工作面上巷两巷超前均交叉布置4组顶板、2组底板检波器,其中顶板、底 板检波器间距分别为60m、120m,相邻顶、底板检波器间距30m;顶、底检波器 均布置在人行道侧,垂直于水平面安装,不得与异物接触。顶板检波器钻孔距 巷帮0.5~1.5m垂直于顶板安装;底板检波器钻孔按俯角45°布置在帮部底角。
KJ551微震监测系统
迎头后部 300m范围内安 装6个地音传 感器,间距为 50m;传感器 均安装于巷道 顶板 。
围岩破裂信息监测量化结果
3.矿井T型煤柱KJ550X实时监测系统
该系统监测范围覆盖矿井水平大巷和采区上下山,共安装89个测站,实时监控大巷煤柱应 力情况。
T型煤柱系统实时监测效果图
T型煤柱系统功能
煤柱KJ550X系统测点布置
≤15
≤0.34 ≤0.42
≤6.3
弱冲击
15~18
0.34~0.4 2
0.42~0.5
6.3~9.5
中等冲击
18~22
0.42~0.5 6
0.5~0.63
9.5~14
强烈冲击
22~25
0.56~0.7
0.63~0.7 6
14~19
极强岩爆 ≥25
≥0.7
≥0.76
≥19
采区三维地应力在线监测示意图
KJ24系统实时监测效果图
KJ24系统功能
回采工作面KJ24支架工况监测布置
回采工作面每个支架安装一块数显式无线压力表,在进风巷道超前支架位 置悬挂无线收发器。信号传输采用四芯通信电缆,系统每7分钟上传一次数据。
三、冲击地压多参量综合预警平台
• 微地震监测系统 • 钻孔应力监测系统 • 支架监测系统 • 水文监测系统 • 地表沉降监测系统 • 支护系统 • 钻屑系统
冲击地压多参量综合预警平台
95%
系统功能
实现了多种类型监测系统数据(震动、应力、支护力、钻屑量)的自动接入、存储、联合分析与结 果展示,提高了矿山企业的监测预警水平。采用“云技术”实现了原始数据与分析结果的云实时同 步存储,建立了“矿井->集团->远程数据分析团队和政府监管部门”多级监控、管理与协作体系, 为矿山动力灾害实现“大数据”监测预警奠定了基础。
200m范围内,两帮交叉安设,组间距25m,均安设8组单测点应力测站,根据巷 道的掘进速度循环移撤,应力计安装深度均为13m。
区段小煤柱掘进巷道迎头后部应力测站布置示意图
6 回采工作面KJ24支架工况监测系统
该系统应用于回采工作面全面所有支架载荷实时监测,可实现每个支架4棵立柱 工作阻力数据上传,绘制工作面各测区支架工作阻力曲线,结合矿压显现情况,综 合分析采场顶板来压规律,确保顶板得到有效控制 。
一、区域监测方法
微震监测系统和采区三维地应力在线监测
ARAMIS微震系统实时监测系统界面
东滩煤矿六采区三维应力监测系统
1.ARAMIS M/E微震监测系统
系统共布置测站16 个拾震器,测站布置 在一采北翼回风上山、 -950边界回风下山、 北回大巷、-950延深 回风下山、三采回风 上山、-700回风1大 巷等地点,测站间距 大于500m。
冲击地压监测系统
冲击地压监测预警方法
矿震监测
地表岩移观测
微震监测、采区地 应力监测
地音监测
应力监测
支架阻力 监测 煤粉 监测
监测整个矿区震动情况
监测地表变化,判定关键层活动 情况
监测矿井范围的冲击事件、采区 基本顶应力变动
评价工作面内小的震动
评价工作面前方250m的应力集 中情况
研究工作面的活动规律, 判断周期来压
点监测,对冲击危险程度进行确认, 直到无冲击危险后,方可施工
冲击灾害监测技术体系主要分前期宏观评价(覆岩空间结构、矿压理论)、早期区域预测(微震 监测系统)、中期局部预测(冲击地压监测预警系统)及后期逐点检验(钻屑法、电磁辐射)阶段。 目前,“震动场+应力场”联合监测预警技术已成功应用,为冲击灾害监测预警提供了技术保障。