断层相似模拟试验的声发射信号特性研究
基于义马矿区断层冲击地压频发的现状,本文以义马千秋煤矿21221工作面为工程背景，以F16大型逆冲断层为试验原型,进行了断层相似模拟试验.试验过程中采用SWAES声发射仪记录了围岩裂隙损伤变形信号,分析了采动影响下断层活化以及断层失稳滑移过程中的声发射参数变化规律,利用频谱分析、小波包分解和分形分析对试验中捕捉的两类声发射信号——顶板断裂信号和断层滑移信号的特性进行了分析.试验结果表明:断层活化开始前会出现一个”蓄能阶段”,该阶段没有声发射信号产生,断层活化产生大量声发射信号并在滑移失稳时达到最大.断层滑移信号和顶板断裂信号有着显著的差异性:在幅频特性曲线形态上,相对顶板垮断信号,断层滑移信号的分布曲线多峰现象明显,跳跃性强,主频带宽度相对较大,次主频显著;在小波包能量分布方面,断层滑移信号的第三主能量明显高于顶板垮断信号;在分形方面,断层滑移信号的分形盒维数整体上高于顶板垮断信号,其波形复杂程度和不规则度明显大于后者.该文所得结论对于现场利用微震监测对断层附近信号进行有效识别及对断层冲击地压进行准确的预测预报具有重要的现实意义.
采煤工作面 逆冲断层 冲击地压 围岩裂隙损伤 声发射信号
张宁博 齐庆新 欧阳振华 赵善坤 王永仁
煤炭科学技术有限公司安全分院,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京 100013
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53-60
2014-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）