煤礦沖擊地壓動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研發(fā)成功

沖擊地壓作為一種特殊的礦山壓力顯現(xiàn)形式，隨著礦產(chǎn)資源開采深度和強(qiáng)度的不斷增加，已成為深部資源開采領(lǐng)域面臨的主要災(zāi)害之一。不久前，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所通過對(duì)三維應(yīng)力傳感器技術(shù)理論、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)感知及智能在線處理等技術(shù)方面的深入研究，研發(fā)出煤礦沖擊地壓動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。

據(jù)了解，地下采礦工程受深部開采“時(shí)空關(guān)系+覆巖結(jié)構(gòu)+地質(zhì)構(gòu)造”等多重復(fù)雜因素影響，呈現(xiàn)出“地應(yīng)力場+采動(dòng)應(yīng)力場+支護(hù)應(yīng)力場”多場疊加的復(fù)雜應(yīng)力分布現(xiàn)象，導(dǎo)致應(yīng)力場分布規(guī)律模糊不清。而且，當(dāng)前的理論及技術(shù)手段研發(fā)成熟度不夠，在監(jiān)測范圍、抗干擾性、耐久性和長期穩(wěn)定性等方面有待提高。因此，地下空間復(fù)雜環(huán)境下，煤巖體三維應(yīng)力演化過程的動(dòng)態(tài)長期監(jiān)測非常困難，災(zāi)害機(jī)理及預(yù)警研究缺乏可靠的技術(shù)支撐。

通過研究，該種高精度的光纖光柵三維應(yīng)力傳感器，其耐腐蝕性、抗地下水和電磁干擾性能及長期穩(wěn)定性大幅提高，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)期的巖體地應(yīng)力測試和工程運(yùn)營期的長期實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測，填補(bǔ)了業(yè)內(nèi)空白。同時(shí)，以物聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)為手段，以全面感知、實(shí)時(shí)傳送和智能在線處理為運(yùn)行方式，建立了智能化的采場圍巖遠(yuǎn)程三維應(yīng)力場的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，具有自動(dòng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程控制等優(yōu)勢。

通過對(duì)采集的應(yīng)力狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能學(xué)習(xí)，系統(tǒng)建立了動(dòng)態(tài)應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)和模型，為地下空間復(fù)雜環(huán)境下沖擊地壓的預(yù)警、信息化施工及防災(zāi)減災(zāi)措施提供理論與技術(shù)支撐條件。

目前該預(yù)警系統(tǒng)已申請多項(xiàng)發(fā)明專利，對(duì)復(fù)雜環(huán)境下地下工程沖擊地壓等動(dòng)力災(zāi)害的預(yù)警及優(yōu)化掘進(jìn)施工具有重要指導(dǎo)意義。該研究成果應(yīng)用于兗礦集團(tuán)東灘煤礦、濟(jì)三煤礦等國內(nèi)多處地下工程，取得顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。