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声发射技术在采空区岩体稳定性预测预报中的应用研究

杨远清  
【摘要】:本论文以矿山实际工程为背景进行研究,采取现场调查取样、室内实验研究、现场监测预测预报、理论分析等研究方法,针对云锡采选分公司大面积采空区运用声发射技术进行监测,并运用声发射技术的预测预报理论对未处理空区的稳定性作出评价,为后续的安全生产提供依据。 主要研究内容有: (1)采用材料压力机和SDAES型数字声发射系统等仪器设备,通过现场取样室内实验的方法对取自云锡集团采选分公司31-1#矿体的三种岩样(大理岩、花岗岩、硫化矿)进行受力破坏过程的声发射特征室内实验研究。通过实验揭示岩石破裂过程中应力、应变、声发射参数与时间参数之间的关系,并且在岩石声发射实验研究中把岩石的AE与岩石弹模、泊松比、波速等结合起来进行分析,对岩石破坏的声发射特性进行研究,探讨岩石破坏的机理,寻找岩石破坏的判据,为采空区失稳的声发射预测预报提供理论依据; (2)在现场试验中由于采空区受力变形的复杂性和未知性再加上声发射探头的有效监测半径有限,所以在进行现场监测之前先对采空区进行数值模拟研究确定空区围岩的受力状况,找出采空区围岩的应力应变规律,然后根据模拟结果有针对性的进行探头布置,使探头监测到的声发射信号尽可能的为岩体应力集中区的信息; (3)针对现场监测到的岩体声发射信息,运用灰色-突变理论,建立采空区岩体稳定性预测预报模型,并在此基础上建立空区岩体失稳这一类工程地质灾害预测预报的数学力学模型,即用灰色理论对现场监测数据的发展趋势进行预测,用突变理论计算预测数据序列的“△”值,由“△”值的变化来判断岩体稳定性状况。


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