煤矿安全监控装备电磁兼容关键技术合作研究

目前中国的矿业事故是所有工伤事故最为严重，其中又属矿压危害最为突出，所以煤矿中的矿压危害问题是我国矿业发展中有待解决的重大问题。本文首先概述了煤矿安全监控装备中矿压预测的价值，具体分析了煤矿矿压的成因及其分布，然后进行了具体的案例分析，取得了很好的效果。

煤矿安全监控装备中矿压预测的价值分析

通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，成为矿压。冲击矿压一直是威胁三河尖煤矿安全生产的重大自然灾害之一。伴随着开采深度的不断增加和开采强度的不断加大，矿压显现加剧，为此冲击地压等煤炭动力灾害也日趋严重，对深部煤炭资源的安全高效开采造成了巨大威胁。目前比较成熟的煤矿顶板动态监测系统和矿压管理专家系统，实现了工作面顶板压力动态在线监控，并能及时进行工作面周期来压分析，对工作面顶板管理及时进行预测预报，指导区队有效控制顶板。

煤矿矿压的成因及其分布

冲击矿压是矿山开采中发生的煤动力现象之一，这种动力灾害通常是在煤力学系统达到强度极限时，聚积在矿井巷道和采场周围煤体中的弹性能量以突然、急剧、猛烈的形式释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤体抛向巷道，同时发出强烈声响造成煤体振动和煤体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落等。冲击矿压具有如下明显的显现特征：巨大破坏性；瞬时震动性；突发性。

电磁兼容技术在煤矿安全监控装备中的矿压预测中的案例应用分析

1 某某煤矿概况

某某煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市城南6km，截止2012年10月底，某某煤矿能利用资源储量256.20Mt，煤厚0-10.79m，平均4.8m，一般厚为3-6m。直接顶主要是大占砂岩，厚度0.49-36.29m；岩性为中细粗粒砂岩，岩石坚硬，岩体稳定性较好。其余直接顶为泥岩或砂泥岩互层，岩体稳定性较差。煤层底板多为泥岩、砂质泥岩、炭质泥、细砂岩、泥岩互层，岩体稳定性差。

2 电磁兼容测试原理

电磁兼容传感器的工作电路包括放大电路、检波电路、滤波电路三个部分。当电磁波被天线接收后，首先通过二极管检波，检波后得到的信号再通过滤波、放大电路，从而得到我们所需要的电压信号，电磁发生器是整个系统核心的部分。如图1。

我们针对我国煤矿冲击矿压预测的技术难题，依据电磁学理论和实验室实验，建立了煤岩体变形破坏的带电粒子变速运动的电磁兼容理论和煤岩材料破坏的弹塑脆性模型，得出了煤体变形破坏电磁兼容与煤体的应力状态存在的耦合关系，发现了煤岩冲击破坏的电磁兼容特征和规律，提出了电磁兼容预测冲击矿压的判据及预测技术，建立了电磁兼容监测冲击危险评价和分级预测预报的技术。

本文采用的KJ216-F2型煤矿顶板压力监测系统主要由接收主机、通讯主站、通讯分站、压力监测分机、离层监测传感器等组成。

3 电磁兼容技术在采煤工作面矿压预测中的应用

（1）电磁兼容预测方法

本文采用KBD5矿用本安型电磁兼容仪进行定向预测，接收频率为500kHz，有效预测距离为7-22m，采用移动式电磁兼容预测方法。预测时，风巷下帮、机巷上帮距工作面煤壁每隔10-20m布置一个测点；在工作面煤壁每隔10m布置一个测点。

（2）工作面电磁兼容区域分布

通过调查与分析，通过调查，a＼b＼c面距工作面煤壁8-20m、45-60m左右处电磁兼容值明显较高，d面仅在45-60m左右处电磁兼容值明显较高，在工作面前方第二个电磁兼容异常区即45-60m处。

在预防中，要加强矿压预测预报和防治工作，继续开展好矿压防治技术研究，严格落实瓦斯防治的各项措施，提升煤矿瓦斯治理水平，要做好水害分析预报，坚持有疑必探、先探后掘的探放水原则，努力提高防治水工作的技术水平和抵御水灾的能力。

总之，煤矿安全监控装备电磁兼容关键技术的合作应用不仅可以为揭示工作面的分布特征及演化规律提供重要依据，还为煤炭动力灾害发生过程中的的危险性评价、顶板控制、巷道支护提供准确的现场应力资料。

（作者单位：煤炭科学研究总院北京分院）