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深部开采冲击地压前兆信息量变过程监测技术与装备

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成果主要完成人

王元杰,刘宁,李岩,王传朋,邢麟楠,黄志增,夏永学,孙学波,陈法兵,贺茂谡,赵慧峰,赵明锟

项目概况

随着我国煤炭开采逐步进入深地化,煤矿动力灾害频度和强度明显加大,冲击地压矿井已达近150余座,冲击地压灾害精准预警问题亟待解决。冲击地压前兆信息量变过程监测技术虽已应用于国内矿山多年,但一方面监测装备的核心技术受制于国外,技术壁垒难以突破,非开源软件严重限制该系统在中国的普及速度;另一方面冲击前兆信息影响因素探究不足;其次由于冲击地压发生类型多,前兆信息识别技术发展仍不够全面;另外传统的预警模型不够准确等问题仍然是限制冲击地压监测预警的关键问题。 针对以上问题,本项目成果极大优化了冲击地压前兆信息量变过程监测技术,多频段识别及滤除煤矿井下噪音、增强抗干扰能力,综合了地质构造因素与开采技术因素对前兆信息影响程度,厘清冲击地压前兆信息量变过程规律;首创性地提出采用声发射与现场前兆信息监测数据比对分析识别多类型冲击地前兆信息,丰富冲击地压前兆信息识别技术;首创性地提出了采用MK趋势法分析冲击前兆信息时序特征,确定了不同类型冲击地压类型合适的预警指标,针对不同冲击类型构建不同预警模型,并采用MK趋势法首次实现了冲击后危险性的实时评价;构建了以噪音判别滤除技术、冲击前兆信息识别技术、冲击预警技术三个关键技术为支撑的冲击地压前兆信息量变过程预警体系,实现了不同冲击类型的冲击前预警和冲击后危险性实时评价。通过对本项成果技术的研究,极大提高了冲击地压预测准确性。 经过产业化运作,本项目技术已形成了一系列成果转化,自主研发的KJ1161冲击地压前兆信息量变过程监测系统实现了硬件和软件全部国产化,大幅降低成本,同波兰监测系统相比,实现了软件功能与预警算法的超越,硬件监测能力与波兰监测系统齐平,推进了深部煤矿冲击地压灾害的防治工作,为煤矿冲击地压灾害问题提供了更为先进和稳定的解决方案。 本项目研究成果应用于陕西、内蒙、山东等地20余座煤矿的冲击地压监测预警和冲击后危险性实时评价,增强了冲击地压的综合防治水平,减少了冲击地压防治设备的过度投入,具有较强的可适用性,产生了良好的经济和社会效益。

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