技術概要

炭鉱動力災害事故には、発生までの過程が育まれ、発展している。理論方法の革新を通じて、激励と受信方式を変え、異なる尺度、近距離場結合激励、全空間、多パラメータテンソル測定を実現する、炭鉱動力災害による災害要素の地力異常の時空進化の特徴を把握し、異なる空間と時間スケールで採動岩体の応力移転、構造変化と流体運動の法則を全面的かつ客観的に研究してこそ、応力ピークが到来する前に石炭岩体の亜不安定状態が発生していない可逆段階で災害発生の前兆情報をタイムリーに発見し、潜在生産安全脅威を早期に解消するための措置を講じるために時間を勝ち取ることができる。テンソル抵抗率測定は電気異方性の特徴を把握し認識する重要な方法であり、炭鉱坑内にはテンソル抵抗率測定を展開する独特な優位性がある。採動岩体の変形、破壊と流体の移動は必然的に石炭含有地層電気異方性特徴の規則性時空発展を引き起こす。石炭岩石体のテンソル抵抗率をリアルタイムで動的に測定することにより、採掘活動、流体移動による局所的、ミクロ電気異方性の特徴を識別し、発見することができる。応力ピークが到達しない前に、炭鉱動力災害の発生、発展の前兆情報を適時に捕捉する。そして応力解放前の可逆段階で予防措置をとり、源から炭鉱の重大動力災害の発生を回避することができる。

システムの特徴

• マクロ電気異方性を利用して方位探査を行い、さらに層状媒体のマクロ構造性異方性と路地キャビティ、地質構造によるミクロ異方性交錯を探査することができる。

• 異方性係数亀裂内の水、ガス飽和度により炭層の横方向と縦方向の抵抗率に明らかな影響を与え、含水量を探査した。

• 炭鉱動力災害による災害要素の地力異常の時空進化の特徴をリアルタイムに把握し、異なる空間と時間尺度の上で採動岩体の応力移転、構造変化と流体移動の法則を全面的かつ客観的に研究し、災害の前兆情報をタイムリーに発見し、潜在的な生産安全脅威を早期に解消するための措置を講じるために時間を勝ち取った。

• 5 G技術に基づいて、全空間、全テンソル、マルチパラメータ時周波数電磁リアルタイム動態モニタリングを実現する。

機能の概要

• 炭層亀裂充填水ガスリッチ状態のリアルタイムモニタリング、

• 炭層媒体の構造性と坑道空洞、地質構造構造の探査と位置決め、

• 床下のカルストのリアルタイムモニタリング、

• 地上に固定電磁発射基地局を配置し、坑内に可動近接場発射場源を設置し、坑内電磁センサネットワークを通じて全空間、全テンソル、多パラメータ時周波電磁リアルタイム動態モニタリングを実現する。

応用事例

淮北のある鉱山はテンソル抵抗率法を用いて再採掘作業面内の伏線陥没柱、小構造、作業面頂、底板砂岩富水区、カルスト発育区または破断帯などの伏線導水構造を探査し、上組石炭または同一炭層老窯採空区とその貯水範囲などを明らかにした。

測定点配置：電極配置の位置によって、先行探知抵抗率法は坑道側「U」型中線、坑道底板中軸線とドリル中心線の3種類の動作方式に分けられる：