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专利号: 2022101567235
申请人: 辽宁大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤矿冲击地压电荷监测指标及其临界预警初值的确定方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤 1、开展煤样压缩破坏过程电荷感应规律实验室试验;

步骤2、根据煤样压缩破坏过程电荷感应规律试验确定电荷监测指标;

步骤3、根据煤样压缩破坏过程强化损伤阶段与压密弹性阶段电荷监测指标比值确定电荷临界系数;

步骤4、到冲击地压矿井煤层巷道无采动影响区进行现场电荷监测,得到电荷监测指标标准值;

步骤5、将电荷监测指标标准值与电荷临界系数相乘即可得到相应矿井冲击地压电荷监测指标临界预警初值;

其中步骤2所述电荷监测指标包括平均电荷量qmn和电荷量变异系数qcv;

所述平均电荷量qmn为在 时间内感应到的所有电荷信号所带电荷量的平均值,表达式为 ,其中qi为 时间内感应到的每个电荷信号的电荷量,其反应了煤体在外部载荷作用下的整体应力水平;

所述电荷量变异系数qcv为在 时间内感应到的所有电荷信号电荷量的离散程度,表达式为 ,其中qsd为 时间内感应到的所有电荷信号电荷量的标准差,其反应了煤体在外部载荷作用下的破裂程度;

所述步骤3包括以下步骤:

步骤3‑1、将煤样单轴压缩破坏过程分为压密弹性、强化损伤和峰后破坏阶段;

步骤3‑2、统计各煤样破裂过程压密弹性和强化损伤阶段平均电荷量qmn和电荷量变异系数qcv;将强化损伤阶段与压密弹性阶段平均电荷量的比值作为平均电荷量临界系数k1;

将强化损伤阶段与压密弹性阶段电荷量变异系数的比值作为电荷量变异系数临界系数k2。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿冲击地压电荷监测指标及其临界预警初值的确定方法,其特征在于:所述步骤1包括以下步骤:步骤1‑1、现场取样、加工;

步骤1‑2、电荷监测系统安装测试;

步骤1‑3、加载系统安装测试;

步骤1‑4、屏蔽系统安装测试;

步骤1‑5、煤样单轴压缩破坏过程电荷感应规律监测。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿冲击地压电荷监测指标及其临界预警初值的确定方法,其特征在于:所述步骤4包括以下步骤:步骤4‑1、在与取样相同冲击地压矿井煤层巷道无采动影响区钻取电荷监测孔,每隔

10m钻取一个监测孔,共钻取10个监测孔;

步骤4‑2、用电荷监测仪每天对10个电荷监测孔进行井下监测,监测周期为15天;

步骤4‑3、计算每个电荷监测点在监测周期内的平均电荷量,记为;和平均电荷量变异系数,记为 ;

步骤4‑4、将每个电荷监测点的平均电荷量再求加权平均值后得到平均电荷量标准值,记为 ;将每个电荷监测点的平均变异系数再求加权平均值后得到电荷量变异系数标准值,记为 。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿冲击地压电荷监测指标及其临界预警初值的确定方法,其特征在于:所述步骤5包括以下步骤:步骤5‑1、将平均电荷量标准值 与平均电荷量临界系数k1相乘得到平均电荷量临界预警初值,记为 ;

步骤5‑2、将电荷量变异系数标准值 与电荷量变异系数临界系数k2相乘得到电荷量变异系数临界预警初值,记为 。