[發明專利]一種井下煤巖體失穩動力災害的中子輻射監測預警方法

在審

• 申請號: 201810781629.2
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN108798786A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 趙毅鑫;劉斌;樊國偉;孫荘
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明旨在提供一種井下煤巖體失穩動力災害的中子輻射監測預警方法，其設備組成包括中子輻射監測儀、井下監測分站、井下監測主機、地面監測主機、地面數據處理主機，中子輻射監測儀布置在礦井的掘進巷道、工作面運輸巷、工作面回風巷及采煤工作面的監測點上，井下監測分站布置在監測點相鄰的輔助運輸巷(進風巷)內，井下監測主機安裝在井底車場內，地面監測主機和地面數據處理主機安裝在地面上，上述設備通過信號電纜連接，按照操作流程圖的步驟進行操作，最終達到準確對煤巖體破裂失穩進行判識預警，且判識預警速度快、適用性強的目的。

技術領域

本發明涉及礦山安全監測技術領域，尤其涉及一種井下煤巖體失穩動力災害的中子輻射監測預警方法。

背景技術

近年來，隨著能源需求量的穩步增加，開采深度不斷增加，巖爆、沖擊地壓等煤巖失穩動力災害頻發，嚴重制約了井下工程的安全和高效開采。煤巖失穩動力災害的本質是煤巖體介質的破裂失穩。目前，國內外主要采用微震法、聲發射法和電磁輻射法等地球物理方法進行煤巖動力災害的監測預警，并研發了許多相關的監測預警系統。

然而，在煤礦井下應用中，微震和聲發射監測技術由于應力波在煤巖體傳播過程中的干擾及衰減較為嚴重，導致其定位精度尚需進一步提高；電磁輻射監測技術由于沒有確定的預警準則，使其應用受到限制。鑒于上述監測技術的不足，需要一種新的監測預警方法，不但能準確對煤巖體破裂失穩進行判識預警，而且判識預警速度快、適用性強。

發明內容

本發明旨在提供一種井下煤巖體失穩動力災害的中子輻射監測預警方法，達到準確對煤巖體破裂失穩進行判識預警，且判識預警速度快、適用性強的目的。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種井下煤巖體失穩動力災害的中子輻射監測預警系統，包括中子輻射監測儀、井下監測分站、井下監測主機、地面監測主機、地面數據處理主機。所述中子輻射監測儀布置在礦井的掘進巷道、工作面運輸巷、工作面回風巷及采煤工作面的監測點上，所述井下監測分站布置在監測點相鄰的輔助運輸巷(進風巷)內，所述井下監測主機安裝在井底車場內，所述地面監測主機和所述地面數據處理主機安裝在地面上。

優選地，中子輻射監測儀與井下監測分站連接，井下監測分站與井下監測主機連接，井下監測主機與地面監測主機連接，地面監測主機與地面數據處理主機連接，上述設備通過信號電纜連接。

優選地，中子輻射監測儀由中子輻射探頭和中子監測儀主機組成。

優選地，礦井的掘進巷道、工作面運輸巷、工作面回風巷及采煤工作面內布置的相鄰監測點的間距為20米。

本發明相較于現有技術的有益效果是：

(1)由于中子具有較強的穿透力，利用中子輻射代替傳統的微震(聲發射)和電磁輻射技術，其監測范圍更廣，適用性更強；

(2)采用數字化監測，通過監測系統終端實時進行中子輻射劑量采集，避免了誤差累計的同時，使監測工作安全性更高；

(3)可實時動態采集受回采、掘進擾動影響范圍內的煤巖內部破裂前兆信息，并進行數據處理和分析，對煤巖體宏細觀變形特征進行監測評判，更全面了解和掌握回采、掘進擾動區內煤巖體動態變形過程；

(4)通過監測數據與預警標準值分析對比，對整個監測區域進行劃分，并對危險區域進行分級預警，為煤礦安全生產免受巖爆、沖擊地壓等煤巖失穩動力災害保駕護航。

綜上所述，本發明設計合理，可操作性強，可在考慮各種復雜地質環境的情況下有效實現井下煤巖體失穩動力災害的判識預警，更加動態實時、準確安全、科學便捷。

附圖說明

圖1為本發明井下煤巖體失穩動力災害的中子輻射監測預警系統原理框圖；