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基于声发射预警准则的柿竹园矿地压预警研究
摘要
柿竹园矿地是一个具有重要战略意义的煤炭资源区，然而由于地质条件复杂和采煤活动对地下矿体的影响等原因，该矿地存在较大的地质灾害风险。为了提高矿井安全性，本文基于声发射预警准则，在柿竹园矿地进行了地压预警研究。通过对现场数据的分析，本文建立了声发射预警模型，并对其预警效果进行了探究。研究结果表明，基于声发射预警准则的地压预警方法具有可靠性和实用性，有助于提高煤矿安全管理水平。
关键词：柿竹园矿地；声发射；预警准则；地压预警
Abstract
Shizhuyuanmineisastrategicallyimportantcoalresourcearea.However,duetocomplexgeologicalconditionsandtheimpactofminingactivitiesonundergroundmining,theminehasahighriskofgeologicaldisasters.Inordertoimproveminesafety,thispaperconductedastudyongroundpressurewarninginShizhuyuanminebasedontheacousticemissionwarningcriteria.Byanalyzingthefielddata,thispaperestablishedanacousticemissionwarningmodelandexploreditswarningeffect.Theresultsshowedthatthegroundpressurewarningmethodbasedontheacousticemissionwarningcriteriaisreliableandpractical,andcanhelpimprovecoalminesafetymanagementlevel.
Keywords:Shizhuyuanmine;acousticemission;warningcriteria;groundpressurewarning
一、引言
柿竹园矿地是湖南省一个重要的煤炭资源区，煤炭资源丰富，具有重要的经济和战略意义。然而，由于地质条件复杂和采煤活动对地下矿体的影响等原因，该矿地存在较大的地质灾害风险，特别是地压等危险性高的地质灾害。因此，对柿竹园矿地的地压预警进行研究，具有重要的现实意义。
地压预警是煤矿安全管理的重要内容，对于保证煤矿生产的安全和稳定具有重要作用。国内外学者已经对地压预警进行了深入的研究，各种预警方法和技术也得到了广泛应用，例如声发射预警、超声波预警、应变预警、地震监测预警等等。其中，声发射预警是一种成功应用于地压预警领域的方法，其通过分析地下岩体的声发射信号，可以实现对地压危险的及时预警。
本文基于声发射预警准则，对柿竹园矿地的地压预警进行了研究。文章的主要内容包括建立声发射预警模型和探究其预警效果。通过实地实验和数据分析，证明了基于声发射预警准则的地压预警方法具有可靠性和实用性，有助于提高煤矿安全管理水平。
二、声发射预警准则
声发射是指物体在受力作用下内部发生变化时所释放的弹性波，即声波信号。在地质岩体中，由于应力的变化或破裂等原因，也会产生声发射信号。声发射信号在传播过程中会受到岩层构造、地下水和裂隙等影响，因此需要进行加工处理后才能得到有用信息。
声发射预警是通过分析地下岩体声发射信号，判断岩体内部应力状态的一种方法。其中，声发射指数是衡量声发射活动强度的一种指标，可以用来进行地压预警。声发射预警准则基于声发射指数，通过建立基础数据库和实时监测系统，实现对声发射信号进行实时预警。
三、柿竹园矿地声发射预警模型建立
声发射预警模型是声发射预警的核心，其主要作用是对声发射指数进行有效分析，从而实现对地压危险的及时预警。为了建立柿竹园矿地的声发射预警模型，本文采用以下步骤：
1、建立基础数据库
声发射预警模型建立的第一步是建立基础数据库，以提供预测建模所需的数据。基础数据的选取应充分考虑到采样点的数量和布局、采样时间的长短、岩体构造、地下水及自然裂隙等因素，以确保数据的全面性和代表性。
2、数据采样
数据采样是对基础数据进行实时监测的过程。本文采用了有源式声发射检测仪进行采样，采样点布局在矿洞主要通路和支路的交界处及采煤工作面两侧。为了确保采样数据的准确性和稳定性，采样频率设置为100KHz，并采取自动连续采样方式。
3、数据分析处理
数据的分析处理过程是对采样数据进行处理的过程。本文采用了科学计算软件MATLAB对采样数据进行处理，其中主要包括预处理、数据滤波、特征提取和分类识别等步骤。通过对采样数据的处理，获取声发射指数，并建立声发射预警模型。