第5部分地音监测方法征求意见稿

ICS73-010D04中华人民共和国国家标准GB/T25217.4—XXXX冲击地压测定、监测与防治方法第5部分：地音监测方法Methodsfortest,monitoringandpreventionofrockburst—Part5:Monitoringmethodofseismoacoustic（征求意见稿）××××-××-××发布××××-××-××实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T25217.4—XXXXI前言本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。GB/T25217《冲击地压测定、监测与防治方法》按部分发布，分为14部分：——第1部分：顶板岩层冲击倾向性分类及指数的测定方法；——第2部分：煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法；——第3部分：煤岩组合试件冲击倾向性分类及指数的测定方法；——第4部分：微震监测方法；——第5部分：地音监测方法；——第6部分：电磁辐射监测方法；——第7部分：钻屑监测方法；——第8部分：采动应力监测方法；——第9部分：煤层注水防治方法；——第10部分：煤层钻孔卸压防治方法；——第11部分：煤层卸载爆破防治方法；——第12部分：开采保护层防治方法；——第13部分：顶板深孔爆破防治方法；——第14部分：顶板定向水压致裂防治方法本部分是GB/T25217的第5部分。本部分由中国煤炭工业协会提出并归口。本部分起草单位：天地科技股份有限公司开采设计事业部、兖州煤业股份有限公司、中国矿业大学、北京科技大学、煤炭科学技术研究院有限公司安全分院。本部分主要起草人：潘俊锋、夏永学、孟祥军、窦林名、姜福兴、邓志刚、冯美华、朱斯陶。GB/T25217.4—XXXX1冲击地压测定、监测与防治方法第5部分：地音监测方法1范围GB/T25217的本部分规定了冲击危险性地音监测方法所涉及的术语和定义、地音监测仪器、安装要求、数据处理及危险性评价方法。本部分适用于通过对冲击危险性煤层开采过程中的地音信号进行监测，进而评价监测区域的冲击危险性的大小。2规范性引用文件下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。3术语与定义下列术语和定义适用于GB/T25217的本部分。3.1地音Acousticemission（简称AE）煤岩体受载过程中产生的微小震动信息，一般能量小于100J，频率大于150Hz。3.2地音频次AEfrequency一定空间范围内，单位时间煤岩体产生的地音事件次数。GB/T25217.4—XXXX23.3地音能量AEenergy一定空间范围内，单位时间内产生的地音事件的能量释放值。3.4生产班Workshift根据煤矿井下劳动组织管理，正常情况下安排采掘作业的班次3.5非生产班Non-workshift根据煤矿井下劳动组织管理，正常情况下安排检修作业的班次3.6地音传感器AEsensor用于接收井下地音信号的装置3.7信号放大器Signalamplifier用于接收地音传感器接收到的地音信号，通过信号放大处理后再传送到地面中心站的装置3.8地面中心站Groundcentralstation用于接收井下信号放大器发送的地音信号，并进行数据存储和处理的装置4地音监测方案4.1地音监测系统主要技术参数(1)可连续监测频率大于150Hz的微小震动事件；(2)连续记录并显示地音活动数字波动曲线；(3)连续记录地音信号参数：开始时间、持续时间、最大振幅；(4)统计每分钟、每小时以及每个工作循环内的地音次数；(5)统计每分钟、每小时以及每个工作循环内的地音能量；(6)具有自动除噪功能；GB/T25217.4—XXXX3(7)具有危险自动评价及预警功能；(8)数据存储各检波器每分钟地音事件发生次数各检波器每分钟地音事件的能量和在监测数据上传线路中断时，其自存储时间不小于8h，上传线路恢复后，可自动传输中断期间所存储数据。(9)以报告和图表形式实现地音信号处理结果的可视化。4.2地音监测系统布置方案4.2.1监测区域采动应力影响范围内的回采巷道或掘进巷道、需要重点监测特定区域；4.2.2布置时间回采巷道一般超前工作面50～200m，掘进巷道一般滞后迎头30～130m。4.2.3地音传感器的布置（1）地音传感器安装在不小于φ20mm的帮锚杆露头位置，锚杆深入煤岩体内的长度不得小于2.0m，锚固长度不小于锚杆长度的80%，锚杆露出煤岩体的长度为0.2m，如图1所示。≥2.0m地音传感器0.2m信号放大器主电缆锚杆图1地音传感器安装示意图（2）安装在锚杆露头处的地音传感器应当用吸声材料（比如海绵、毛毡等）密封，应避免安装地音传感器的锚杆与金属网等金属材料接触。（3）用重3.5kg的锤头在距离地音传感器20～50m的锚杆上进行不少于3次敲击，一般抡锤高度为0.3～0.5m，如果能够接收到所有敲击测试信号，说明地音传感器安装合格。GB/T25217.4—XXXX4（4）同一监测区域布置地音传感器数量不得小于2个，相邻地音传感器间距为100m，地音传感器距离回采工作面端头或掘进工作面迎头的距离不得小于30m。（5）回采工作面距离最近的检波器小于50m时，将该地音传感器移到最远检波器前方，地音传感器间交替向前移动，如图2所示。（6）掘进工作面迎头距离最近的地音传感器大于130m时，将最远的地音传感器移到该检波器前方，地音传感器交替向前移动，如图3所示。图2回采巷道地音检波器安装示意图图3掘进巷道地音传感器安装示意图5冲击危险性的确定5.1危险性判别指标以单位时间（小时、班次）内地音能量、频次的变化率作为冲击危险性判别指标。计算时，必须考虑井下作业情况，生产班和非生产班的地音活动不具备可比性，应区别对待，共包含8个评价指标，即：（1）生产班期间，以班次为单位的频次变化率——kazw（2）非生产班期间，以班次为单位的频次变化率——kazn（3）生产班期间，以小时为单位的频次变化率——kahw（4）非生产班期间，以小时为单位的频次变化率——kahn（5）生产班期间，以班次为单位的能量变化率——kezw（6）非生产班期间，以班次为单位的能量变化率——keznGB/T25217.4—XXXX5（7）生产班期间，以小时为单位的频次变化率——kehw（8）非生产班期间，以小时为单位的频次变化率——kehn上述8个指标值的计算方法，以kazw和kezw为例，其计算过程如下：%100*kazwazwazwazwNNN（1）1001()10azwazwiiNN（2）式中：azwN：生产班期间，当前班的地音频次；azwN：前10个生产班地音频次的平均值。%100*EEkezwezwezwezwE（3）1001()10ezwezwiiEE（4）式中：ezwE：生产期间，当前班的地音能量；ezwE：前10个生产班地音能量的平均值。当生产班或非生产班的数量小于10时，为地音的初始运算阶段，监测人员根据监测需要启动初始运算，初始运算阶段的azwN和ezwE按以下公式计算：01()(10)10azwnazwiiazwNnpnN（5）01()(10)10ezwnezwiiezwEnpnE（6）01()nazwiiNn、01()nezwiiEn分别为前n个班地音频次和能量的平均值，n≤10；azwp、ezwp分别为地音频次和能量的最大概率值，一般根据经验确定。GB/T25217.4—XXXX6参照上述方法，可依次计算其他6个指标值。当修改地音传感器的监测参数或开采条件发生显著变化时，应启动初始运算，重新计算的地音频次和能量的变化率。5.2冲击危险的辨别方法（1）监测区域冲击危险性大小，根据地音能量变化率和频次变化率进行判断，按变化率划分四个危险等级，分别为：无危险、弱危险、中等危险和强危险。根据不同的危险等级需要制定不同的防治对策，以确保安全生产。附录A为某矿地音危险等级判别依据及应对方案。（2）如果上一个班结束时，监测区域内冲击危险等级为a和b，则本班次只进行班危险等级评价，否则还需要进行小时危险评价，当小时危险等级小于上一班结束时危险等级时，取上一班结束时危险等级作为小时危险等级。（3）最终评价结果以地音检波器为单位，取能量和频次评价的最大值，地音检波器的危险等级为检波器两侧50～100m范围内巷道的危险等级。GB/T25217.4—XXXX7a）附录A（资料性附录）冲击地压危险等级及应对方案表A.1某矿冲击地压危险状态及应对方案危险等级变化率危险状态防治对策a0.25无危险所有采掘工作面可正常作业。b0.25-1.0弱危险采掘过程中，加强冲击地压危险的监测预报。c1.0-2.0中等危险进行采掘作业的同时，针对局部危险区域控制人员进入数量，并采取相应的卸压措施。d2.0强危险停止采掘活动，人员撤离危险地点；采取相应卸压措施；监测检验危险是否解除，解除危险后方可进行下一步作业。