《基於礦山被動CT監測的礦震衝擊危險預警基礎研究》是依託中國礦業大學，由鞏思園擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於礦山被動CT監測的礦震衝擊危險預警基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鞏思園
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國衝擊地壓災害頻發表明應以預警指導防治為主。一種高解析度和大範圍監測預警方法是有效指導防治工作的重要基礎。針對目前礦震衝擊危險預警技術存在的問題與不足，課題以提高礦山被動CT計算精度、效率和解析度,完善應力與縱波波速關係模型，建立基於微震監測的礦山被動CT危險性分級預警體系為研究主線，基於微震學、衝擊地壓機理、統計學、進化算法和反演理論，採用大樣本統計試驗建立礦山被動CT計算精度的定量評價模型，進而利用遺傳算法研究台網布設對提高計算精度的影響及調整機制；採用主成分分析法研究自適應不等間距格線劃分與計算效率、解析度的關係及劃分機制；通過超音波測試實驗手段研究縱波與軸向應力載荷夾角變化對波速的影響，並利用回歸分析技術建立改進模型，從而用於構建衝擊危險預警指標和劃分指標與衝擊危險程度對應關係。研究成果將進一步提升微震監測系統預警效能，為煤礦安全開採提供技術保障。
結題摘要
衝擊地壓是煤礦井下採掘空間周圍煤岩體急劇破壞，並突然釋放巨大能量的一種強烈動力現象。衝擊地壓災害影響因素多，實現有效預警難度大，嚴重製約了煤礦安全高效生產。因此開發有效的探測預警技術，是煤礦安全生產的重大需求。以往採用鑽屑法等衝擊危險探測技術以“點探測”為主，存在範圍小、效率低、勞動強度大等不足，研發大範圍、高效、區域應力場探測方法是迫切需要解決的工程科學問題。實驗研究了煤岩三軸加卸載全過程震動波波速的演化規律，發現震動波波速與應力大小具有顯著的冪函式關係，依此建立了震動波波速與煤岩應力的耦合模型，準確描述了波速與應力的關係，建立了波速異常指標及評價準則，用於判別煤岩應力集中程度，為現場衝擊危險的分區分級奠定了理論基礎。創建了礦山被動CT監測精度評價模型，提出了基於主成份分析法的自適應不等間距格線法和主動CT實驗中的雷管延時消除方法，形成了一套顯著提高礦山CT反演監測精度和效率的技術方法體系。研究揭示了震動波動載擾動的時空分布規律，構建了評價區域動載擾動強度的指標D；基於載荷與波速耦合模型及動靜載誘沖判別準則，建立了衝擊危險動靜載疊加分區分級的評價模型，確定了動靜載疊加強度指標I和判別準則，I值越大，衝擊危險性越高。解決了衝擊危險大範圍、高效、區域探測技術難題。該內容屬礦業安全學科，通過本項目研究共發表標註基金號論文10篇，其中SCI收錄論文4篇，EI論文1篇，核心期刊論文5篇。已獲授權發明專利2項，申請專利2項。獲軟體著作權2項。培養碩士研究生2名。通過本項目研究，獲批企業合作項目1項，依託研究成果獲山東省煤炭工業科學技術廳頒發的科技進步二等獎。
