智能巖石力學小論文

1、智能巖石力學基礎期末考察1一論述礦山安全高效開采中密切關聯(lián)的智能監(jiān)測理論與技術及其發(fā)展趨勢1.聲發(fā)射檢測技術自從美國于20世紀40年代研究出第一臺微振儀以后，于上世紀60年代后期發(fā)展成用于監(jiān)測地下微震活動的聲發(fā)射儀器設備及技術辦法，并廣泛用于地下工程微震活動的監(jiān)測和巖爆范圍的確定。井下沖擊地壓、大面積冒頂等動力災害的發(fā)生都有一個從量變到質變的準備過程，即巖石從微小破裂到破壞的過程，在此過程中巖石由于應變能釋放會伴隨著應力波的釋放，即產生

2、聲發(fā)射(AE)現(xiàn)象。AE聲發(fā)射技術是用聲發(fā)射傳感器和專用設備等檢測、分析聲發(fā)射信號和利用信號推斷聲發(fā)射源處巖石等材料破壞特征及發(fā)展趨勢的一種動態(tài)無損檢測技術。巖體聲發(fā)射技術結合聲波檢測分析方法，對結構體穩(wěn)定性監(jiān)測、冒頂與地壓安全隱患預測，以及地質災害的預報十分有效。隨著微機的迅速發(fā)展和普及，特別是近年來巖石力學的進展及學科交叉和滲透，聲發(fā)射技術的應用取得了很大突破，解決了其它方法不能解決的一些難題。聲發(fā)射技術今后需要進一步研究和完善，特

3、別是完美地與計算機軟件結合。2.光纖傳感技術光纖Bragg光柵(FBG)是20世紀90年代以來國際上新興的一種有著廣泛應用前景、性能優(yōu)良的反射濾波無源敏感元件。光纖光柵作為傳感器的一個重要的用途就是埋入復合材料或者結構中來實現(xiàn)材料、結構內部應變分布的實時監(jiān)測，形成了光纖機敏材料與結構，與傳統(tǒng)的電類傳感器相比，它滿足了礦山井下設備監(jiān)測的遠距離、分布式和長期性的技術要求。光纖光柵傳感器已用于巖石變形、相似模擬實驗檢測。其工作原理是，一束光注

4、入光纖，滿足光纖布拉格條件就會產生有效的反射，反射光的峰值波長稱為布拉格波長，該反射光的中心波長與光柵所受的軸向應變和溫度呈線性關系，即:ΔλBλB=KεKTΔT式中：λB為光柵初始中心波長ΔλB為光纖光柵中心波長的漂移量pm；ε智能巖石力學基礎期末考察3地質雷達（GroundPeratingRadar簡稱GPR），是通過發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，通過接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質中傳播時遇到存在電性差異的界面時發(fā)

5、生反射，根據接收到電磁波的波形、振幅強度和時間的變化特征推斷地下介質的空間位置、結構、形態(tài)和埋藏深度。雷達波的穿透能力大小是衡量雷達在礦井中應用效果好壞的重要指標，它取決于介質的電磁波衰減系數，衰減系數越小，雷達波的穿透能力越大。衰減系數隨著介質電導率的增大而增大。煤礦井下介質主要為低電導率的煤層、砂巖、頁巖、灰?guī)r，它們的衰減系數較小，雷達波在這些介質中穿透能力較大。所以地質雷達在煤礦井下應用是可行的，尤其在探測斷層、巖層界面及溶洞位置

6、等方面效果較好。地質雷達具有輕巧便攜、操作方便、分辨率高、效果好且屬于無損傷探測，因此，在煤礦井下具有很好的應用前景。5.微震監(jiān)測技術巖石在應力作用下發(fā)生破壞，并產生微震和聲波。在采動區(qū)頂板和底板內布置多組檢波器并實時采集微震數據，經過數據處理后，采用震動定位原理，可確定破裂發(fā)生的位置，并顯示在三維空間上。微震監(jiān)測技術應用于煤礦災害監(jiān)測的最終目標是從數據采集到監(jiān)測預報實現(xiàn)自動化。這還需進一步研究，特別是與工程理論相結合的研究。與傳統(tǒng)技術

7、相比，微震定位監(jiān)測具有遠距離、動態(tài)、三維、實時監(jiān)測的特點，還可以根據震源情況進一步分析破裂尺度和性質。這種技術是在近幾年來計算機和數據采集技術快速發(fā)展的基礎上產生的。它為研究覆巖空間破裂形態(tài)和采動應力場分布提供了新的手段。目前，數據處理主要依靠專家完成。以微震監(jiān)測技術為核心，配以礦山壓力、地質力學、水文地質、瓦斯地質等工程理論，可進行礦井突水、瓦斯突出、巖層垮落等災害的監(jiān)測預報。從微震監(jiān)測技術和各工程理論本身來看，都是比較成熟的。但在兩