煤岩变形破裂的电磁辐射课件

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1、采矿地球物理学概论采矿地球物理学概论七、煤岩变形破裂的电磁辐射七、煤岩变形破裂的电磁辐射窦林名窦林名 博士后博士后 课程讲义课程讲义7煤岩变形破裂的电磁辐射煤岩变形破裂的电磁辐射 电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射技技技技术术术术是是是是一一一一种种种种地地地地球球球球物物物物理理理理方方方方法法法法。岩岩岩岩石石石石电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射是是是是指指指指岩岩岩岩石石石石受受受受载载载载破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程中中中中向向向向外外外外辐辐辐辐射射射射电电电电磁磁磁磁能能能能量量量量的的的的过程或现象。过程或现象。过程或现象。过程或现象。 岩岩岩岩石石石石破破破破裂裂裂裂电电电电

2、磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的观观观观测测测测和和和和研研研研究究究究是是是是从从从从地地地地震震震震工工工工作作作作者者者者发发发发现现现现震震震震前前前前电电电电磁磁磁磁异异异异常常常常后后后后开开开开始始始始的的的的前前前前苏苏苏苏联联联联和和和和我我我我国国国国是是是是在在在在这这这这方方方方面面面面开开开开展展展展研研研研究究究究较较较较早早早早的的的的国国国国家家家家，还还还还有有有有日日日日本本本本和和和和美美美美国国国国等等等等国国国国家家家家也也也也开开开开展展展展了了了了这这这这方方方方面面面面的的的的研研研研究究究究工工工工作作作作在在在在近近近近25302530年年年

3、年内内内内岩岩岩岩石石石石破破破破裂裂裂裂电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射效效效效应应应应的的的的研研研研究究究究，无无无无论论论论是是是是在在在在理理理理论论论论研研研研究究究究方方方方面面面面，还还还还是是是是在在在在应应应应用用用用研研研研究究究究方方方方面面面面，都都都都取取取取得得得得了了了了飞飞飞飞速速速速发发发发展展展展，特特特特别别别别是是是是在在在在地地地地震震震震方方方方面面面面用用用用于于于于预预预预报报报报地地地地震震震震。但但但但是是是是研研研研究究究究多多多多限限限限于于于于大大大大理理理理岩岩岩岩、花花花花岗岗岗岗岩岩岩岩和和和和石石石石英英英英岩岩岩岩等等等等坚

4、坚坚坚硬硬硬硬岩岩岩岩石石石石，而而而而且且且且大大大大多多多多数数数数研研研研究究究究仅仅仅仅限限限限于定性研究。从九十年代开始，中国矿业大学对于定性研究。从九十年代开始，中国矿业大学对于定性研究。从九十年代开始，中国矿业大学对于定性研究。从九十年代开始，中国矿业大学对载载载载荷荷荷荷作作作作用用用用下下下下煤煤煤煤体体体体的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射特特特特性性性性及及及及规规规规律律律律进进进进行行行行了了了了较较较较为为为为深深深深入的定性和定量研究，取得了很多成果。入的定性和定量研究，取得了很多成果。入的定性和定量研究，取得了很多成果。入的定性和定量研究，取得了很多成果。

5、7.1煤岩破坏的电磁辐射现象煤岩破坏的电磁辐射现象 研研研研究究究究表表表表明明明明, ,电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射是是是是煤煤煤煤体体体体等等等等非非非非均均均均质质质质材材材材料料料料在在在在受受受受载载载载情情情情况况况况下下下下发发发发生生生生变变变变形形形形及及及及破破破破裂裂裂裂的的的的结结结结果果果果, ,是是是是由由由由煤煤煤煤体体体体各各各各部部部部分分分分的的的的非非非非均均均均匀匀匀匀变变变变速速速速变变变变形形形形引引引引起起起起的的的的电电电电荷荷荷荷迁迁迁迁移移移移和和和和裂裂裂裂纹纹纹纹扩扩扩扩展展展展过过过过程程程程中中中中形形形形成成成成的的的的带电粒子

6、产生变速运动而形成的。带电粒子产生变速运动而形成的。带电粒子产生变速运动而形成的。带电粒子产生变速运动而形成的。 图图图图7-17-1是是是是某某某某矿矿矿矿原原原原煤煤煤煤的的的的实实实实验验验验结结结结果果果果，共共共共记记记记录录录录到到到到6767个个个个事事事事件件件件。图图图图中中中中只只只只给给给给出出出出部部部部分分分分事事事事件件件件的的的的记记记记录录录录结结结结果果果果，图图图图中中中中横横横横坐坐坐坐标标标标为为为为时时时时间间间间t/st/s，纵纵纵纵坐坐坐坐标标标标为为为为振振振振幅幅幅幅，纵纵纵纵坐坐坐坐标标标标边边边边上上上上的的的的1 1，216216为仪器的

7、通道号为仪器的通道号为仪器的通道号为仪器的通道号n nchch。采样速率为采样速率为采样速率为采样速率为2 2MHzMHz。 图图图图7-17-1某矿原煤电磁辐射实验记录结果某矿原煤电磁辐射实验记录结果某矿原煤电磁辐射实验记录结果某矿原煤电磁辐射实验记录结果7.1.17.1.1煤样试验煤样试验煤样试验煤样试验 图图图图 7-27-2为为为为 7#7#煤煤煤煤 的的的的 典典典典 型型型型 应应应应 力力力力 时时时时 间间间间 、 电电电电 磁磁磁磁 辐辐辐辐 射射射射（EMEEME）脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数时时时时间间间间、电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值时时时时间间间间曲曲

8、曲曲线线线线图图图图。 图图图图 7-37-3为为为为 9#9#煤煤煤煤 的的的的 典典典典 型型型型 应应应应 力力力力 时时时时 间间间间 、 电电电电 磁磁磁磁 辐辐辐辐 射射射射（EMEEME）脉冲数脉冲数脉冲数脉冲数时间、电磁辐射幅值时间、电磁辐射幅值时间、电磁辐射幅值时间、电磁辐射幅值时间曲线图。时间曲线图。时间曲线图。时间曲线图。图图图图7-277-27煤的试验结果煤的试验结果煤的试验结果煤的试验结果图图图图7-397-39煤的试验结果煤的试验结果煤的试验结果煤的试验结果7.1.27.1.2泥岩和砂岩样试验泥岩和砂岩样试验泥岩和砂岩样试验泥岩和砂岩样试验 图图图图7-47-4为为

9、为为泥泥泥泥岩岩岩岩的的的的典典典典型型型型应应应应力力力力时时时时间间间间、电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值时时时时间间间间和和和和声声声声发发发发射射射射时时时时间间间间曲曲曲曲线线线线图图图图。图图图图7-57-5为为为为砂砂砂砂岩岩岩岩的的的的典典典典型型型型应应应应力力力力时时时时间间间间、电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值时时时时间间间间和和和和声声声声发发发发射射射射时时时时间间间间曲曲曲曲线图。线图。线图。线图。图图图图7-47-4泥岩岩样的试验结果泥岩岩样的试验结果泥岩岩样的试验结果泥岩岩样的试验结果图图图图7-57-5砂岩岩样的试验结果砂岩岩样

10、的试验结果砂岩岩样的试验结果砂岩岩样的试验结果7.1.37.1.3混凝土试样试验混凝土试样试验混凝土试样试验混凝土试样试验 图图图图7-67-6为为为为混混混混凝凝凝凝土土土土试试试试样样样样的的的的典典典典型型型型应应应应力力力力时时时时间间间间、电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射幅值射幅值射幅值射幅值时间曲线和声发射时间曲线和声发射时间曲线和声发射时间曲线和声发射时间关系图。时间关系图。时间关系图。时间关系图。 图图图图7-67-6混凝土试样的试验结果混凝土试样的试验结果混凝土试样的试验结果混凝土试样的试验结果7.1.47.1.4受载煤体的受载煤体的受载煤体的受载煤体的KaiserKaiser效应

11、效应效应效应受载煤体电磁辐射具有受载煤体电磁辐射具有受载煤体电磁辐射具有受载煤体电磁辐射具有KaiserKaiser效应，见图效应，见图效应，见图效应，见图7-77-7所示。所示。所示。所示。图图图图7-77-7煤岩电磁辐射与载荷间关系煤岩电磁辐射与载荷间关系煤岩电磁辐射与载荷间关系煤岩电磁辐射与载荷间关系7.2试验结果试验结果从上述试验曲线分析，可得出如下结果：从上述试验曲线分析，可得出如下结果：从上述试验曲线分析，可得出如下结果：从上述试验曲线分析，可得出如下结果： 不不不不同同同同类类类类型型型型的的的的煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体在在在在载载载载荷荷荷荷作作作作用用用用下下下下变变变变形形

12、形形及及及及破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程中中中中都都都都有有有有声声声声发发发发射射射射和和和和电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射信信信信号号号号产产产产生生生生。在在在在煤煤煤煤体体体体的的的的受受受受载载载载变变变变形形形形破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程中中中中，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射基基基基本本本本上上上上随随随随着着着着载载载载荷荷荷荷的的的的增增增增大大大大而而而而增增增增强强强强，随随随随着着着着加加加加载载载载及及及及变变变变形形形形速速速速率率率率的的的的增增增增加加加加而而而而增增增增强强强强。声声声声发发发发射射射射的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律也也

13、也也基基基基本本本本上上上上随随随随着着着着载载载载荷荷荷荷的的的的增增增增大大大大而而而而增增增增强强强强，随随随随着着着着加加加加载载载载及变形速率的增加而增强。及变形速率的增加而增强。及变形速率的增加而增强。及变形速率的增加而增强。 从从从从煤煤煤煤的的的的变变变变形形形形破破破破坏坏坏坏试试试试验验验验结结结结果果果果来来来来看看看看，煤煤煤煤试试试试样样样样在在在在发发发发生生生生冲冲冲冲击击击击性性性性破破破破坏坏坏坏以以以以前前前前，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射强强强强度度度度一一一一般般般般在在在在某某某某个个个个值值值值以以以以下下下下，而而而而在在在在冲冲冲冲击击击击破

14、破破破坏坏坏坏时时时时，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射强强强强度度度度突突突突然然然然增增增增加加加加。从从从从试试试试验验验验的的的的煤煤煤煤样样样样看看看看，在在在在发发发发生生生生冲冲冲冲击击击击性性性性破破破破坏坏坏坏以以以以前前前前，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射强强强强度度度度一一一一般般般般在在在在6060mmVmmV左右，而在冲击破坏时，电磁辐射强度最大左右，而在冲击破坏时，电磁辐射强度最大左右，而在冲击破坏时，电磁辐射强度最大左右，而在冲击破坏时，电磁辐射强度最大达达达达130130mmVmmV。 煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的脉脉脉脉冲

15、冲冲冲数数数数随随随随着着着着载载载载荷荷荷荷的的的的增增增增大大大大及及及及变变变变形形形形破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程的的的的增增增增强强强强而而而而增增增增大大大大。载载载载荷荷荷荷越越越越大大大大，加加加加载载载载速速速速率率率率越越越越大大大大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。受载煤体电磁辐射具有受载煤体电磁辐射具有受载煤体电磁辐射具有受载煤体电磁辐射具有KaiserKaiser效应。效应。效应。效应。 煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的组组组组成

16、成成成及及及及结结结结构构构构相相相相当当当当复复复复杂杂杂杂，包包包包括括括括许许许许多多多多矿矿矿矿物物物物杂杂杂杂质质质质，是是是是典典典典型型型型的的的的非非非非均均均均质质质质材材材材料料料料。我我我我们们们们完完完完全全全全可可可可以以以以把把把把煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体看看看看作作作作是是是是由由由由一一一一些些些些颗颗颗颗粒粒粒粒包包包包裹裹裹裹体体体体( (简简简简称称称称单单单单元元元元) )粘粘粘粘结结结结在在在在一一一一起起起起而而而而组组组组成成成成的的的的，不不不不仅仅仅仅是是是是颗颗颗颗粒粒粒粒包包包包裹裹裹裹体体体体与与与与界界界界面面面面处处处处胶胶胶胶结结结

17、结物物物物的的的的强强强强度度度度及及及及变变变变形形形形特特特特性性性性不不不不同同同同，而而而而且且且且颗颗颗颗粒粒粒粒包包包包裹裹裹裹体体体体之之之之间间间间在在在在强强强强度度度度及及及及变变变变形形形形方方方方面面面面也也也也有有有有显显显显著著著著的的的的差差差差异异异异，因因因因此此此此煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中的的的的应应应应力力力力及及及及应应应应变变变变分分分分布布布布相相相相当当当当不均匀。不均匀。不均匀。不均匀。 任任任任何何何何岩岩岩岩石石石石中中中中都都都都有有有有自自自自由由由由的的的的( (电电电电子子子子) )和和和和束束束束缚缚缚缚的的的的( (离离离

18、离子子子子) )电电电电荷荷荷荷，煤煤煤煤体体体体也也也也不不不不例例例例外外外外。当当当当煤煤煤煤体体体体发发发发生生生生不不不不均均均均匀匀匀匀应应应应变变变变时时时时，压压压压缩缩缩缩区域区域区域区域的的的的自自自自由由由由电电电电荷荷荷荷浓浓浓浓度度度度升升升升高高高高，而而而而低低低低应应应应力力力力区区区区或或或或拉拉拉拉伸伸伸伸区区区区域域域域的的的的自自自自由由由由电电电电荷荷荷荷浓浓浓浓度度度度降降降降低低低低，这这这这必必必必然然然然使使使使自自自自由由由由电电电电荷荷荷荷由由由由高高高高浓浓浓浓度度度度区区区区向向向向低低低低浓浓浓浓度度度度区区区区扩扩扩扩散散散散、运运

19、运运移移移移。低低低低速速速速扩扩扩扩散散散散过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生低低低低频频频频电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射，并在试件表面积累表面电荷。并在试件表面积累表面电荷。并在试件表面积累表面电荷。并在试件表面积累表面电荷。 高高高高应应应应变变变变区区区区主主主主要要要要位位位位于于于于强强强强度度度度不不不不同同同同的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒界界界界面面面面处处处处强强强强度度度度较较较较低低低低的的的的单单单单元元元元内内内内，煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的破破破破裂裂裂裂主主主主要要要要是是是是沿沿沿沿着着着着颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间的的的的界界界界面面面面而而

20、而而进进进进行行行行的的的的。煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间的的的的作作作作用用用用是是是是通通通通过过过过电电电电场场场场或或或或电电电电荷荷荷荷来来来来完完完完成成成成的的的的。当当当当相相相相邻邻邻邻颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间发发发发生生生生非非非非均均均均匀匀匀匀形形形形变变变变时时时时，其其其其界界界界面面面面处处处处的的的的电电电电平平平平衡衡衡衡被被被被打打打打破破破破，产产产产生生生生局局局局部部部部激激激激发发发发，结结结结果果果果是是是是受受受受拉拉拉拉的的的的界界界界面面面面处处处处积积积积累累累累了了了了自自自自由由由由电电电电荷荷荷荷(

21、 (主主主主要要要要是是是是电电电电子子子子) )，而而而而受受受受压压压压的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒内内内内部部部部积积积积累累累累了了了了相相相相反反反反符符符符号号号号的的的的电电电电荷荷荷荷。从从从从总总总总体体体体宏宏宏宏观观观观上上上上来来来来看看看看，在在在在试试试试样样样样表表表表面面面面积积积积累累累累了了了了电电电电荷荷荷荷，形形形形成成成成了了了了库库库库仑仑仑仑场场场场( (或或或或静静静静电电电电场场场场) )。当当当当变变变变形形形形非非非非常常常常缓缓缓缓慢慢慢慢或或或或匀匀匀匀速速速速的的的的情情情情况况况况下下下下，自自自自由由由由电电电电荷荷荷荷来来来来得得得

22、得及及及及消消消消退以适应电平衡的变化，因而对外退以适应电平衡的变化，因而对外退以适应电平衡的变化，因而对外退以适应电平衡的变化，因而对外并并并并不不不不产产产产生生生生电电电电磁磁磁磁( (脉脉脉脉冲冲冲冲) )辐辐辐辐射射射射。当当当当相相相相邻邻邻邻颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间发发发发生生生生非非非非均均均均匀匀匀匀变变变变速速速速形形形形变变变变时时时时，这这这这种种种种局局局局部部部部激激激激发发发发就就就就会会会会对对对对外外外外产产产产生生生生电电电电磁磁磁磁( (脉脉脉脉冲冲冲冲) )辐射，这也主要是低频电磁辐射。辐射，这也主要是低频电磁辐射。辐射，这也主要是低频电磁辐射。

23、辐射，这也主要是低频电磁辐射。 在在在在煤煤煤煤岩岩岩岩材材材材料料料料的的的的变变变变形形形形阶阶阶阶段段段段，由由由由于于于于颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间的的的的力力力力学学学学变变变变形形形形特特特特性性性性不不不不同同同同，必必必必然然然然发发发发生生生生颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间的的的的滑滑滑滑移移移移，其其其其结结结结果果果果是是是是在在在在滑滑滑滑移移移移面面面面发发发发生生生生强强强强烈烈烈烈的的的的激激激激发发发发，甚甚甚甚至至至至在在在在滑滑滑滑移移移移面面面面尖尖尖尖端端端端形形形形成成成成了了了了带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子( (主主主主要要要要是是是是电

24、电电电子子子子) )发发发发射射射射，这这这这种种种种强强强强烈烈烈烈的的的的激激激激发发发发对对对对外外外外产产产产生生生生电磁辐射。电磁辐射。电磁辐射。电磁辐射。 煤煤煤煤岩岩岩岩材材材材料料料料的的的的破破破破裂裂裂裂呈呈呈呈张张张张拉拉拉拉或或或或“ “剪剪剪剪切切切切型型型型” ”张张张张拉拉拉拉形形形形式式式式。煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的裂裂裂裂纹纹纹纹扩扩扩扩展展展展时时时时，处处处处于于于于裂裂裂裂纹纹纹纹尖尖尖尖端端端端表表表表面面面面区区区区域域域域中中中中的的的的电电电电子子子子在在在在裂裂裂裂隙隙隙隙尖尖尖尖端端端端区区区区域域域域中中中中大大大大量量量量电电电电

25、子子子子形形形形成成成成的的的的电电电电场场场场的的的的作作作作用用用用下下下下，向向向向裂裂裂裂纹纹纹纹内内内内部部部部的的的的自自自自由由由由空空空空间间间间区区区区域域域域发发发发射射射射，形形形形成成成成电电电电子子子子发发发发射射射射。同同同同时时时时，也也也也可可可可能能能能产产产产生生生生带带带带负负负负电电电电的的的的碎碎碎碎屑屑屑屑粒粒粒粒子子子子发发发发射射射射。当当当当发发发发生生生生剪剪剪剪切切切切摩擦时，同样的道理，也会形成带正电的粒子摩擦时，同样的道理，也会形成带正电的粒子摩擦时，同样的道理，也会形成带正电的粒子摩擦时，同样的道理，也会形成带正电的粒子发射。发射。发

26、射。发射。 裂裂裂裂纹纹纹纹扩扩扩扩展展展展时时时时，在在在在裂裂裂裂纹纹纹纹表表表表面面面面受受受受拉拉拉拉的的的的区区区区域域域域出出出出现现现现表表表表面面面面电电电电荷荷荷荷，极极极极性性性性为为为为负负负负的的的的，在在在在裂裂裂裂纹纹纹纹表表表表面面面面受受受受压压压压的的的的区区区区域域域域出出出出现现现现正正正正电电电电荷荷荷荷。裂裂裂裂纹纹纹纹扩扩扩扩展展展展时时时时，在在在在裂裂裂裂纹纹纹纹尖尖尖尖端端端端形形形形成成成成了了了了运运运运动动动动的的的的偶偶偶偶极极极极子子子子群群群群。在在在在裂裂裂裂纹纹纹纹尖尖尖尖端端端端的的的的煤煤煤煤体体体体本本本本相相相相处处处处

27、受受受受拉拉拉拉区区区区域域域域仍仍仍仍表表表表现现现现为为为为负负负负电电电电荷荷荷荷，这这这这就就就就是是是是产产产产生生生生电电电电子子子子加加加加速速速速电电电电场场场场的的的的原原原原因因因因，而而而而周周周周围围围围的的的的压压压压应应应应力力力力区区区区带带带带正电。正电。正电。正电。 发发发发射射射射出出出出来来来来的的的的这这这这些些些些低低低低速速速速运运运运动动动动带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子在在在在电电电电场场场场的的的的作作作作用用用用下下下下加加加加速速速速，当当当当带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子碰碰碰碰撞撞撞撞到到到到周周周周围围围围环环环环境境境境介介介介

28、质质质质的的的的分分分分了了了了或或或或原原原原子子子子，或或或或碰碰碰碰撞撞撞撞到到到到周周周周围围围围的的的的煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体裂裂裂裂隙隙隙隙表表表表面面面面时时时时会会会会减减减减速速速速，在在在在其其其其变变变变速速速速运运运运动动动动过过过过程程程程中中中中会会会会产产产产生生生生电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射。后后后后者者者者形形形形成成成成的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射也也也也叫叫叫叫韧韧韧韧致致致致辐辐辐辐射射射射。由由由由于于于于可可可可能能能能形形形形成成成成了了了了大大大大量量量量的的的的带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子，因此会产生从低频电磁辐射到因此

29、会产生从低频电磁辐射到因此会产生从低频电磁辐射到因此会产生从低频电磁辐射到x x光的宽频带电磁辐射。光的宽频带电磁辐射。光的宽频带电磁辐射。光的宽频带电磁辐射。 从从从从上上上上述述述述分分分分析析析析可可可可以以以以得得得得出出出出，煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体产产产产生生生生电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射，源源源源于于于于煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的非非非非均均均均质质质质性性性性，是是是是由由由由应应应应力力力力作作作作用用用用下下下下煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中产产产产生生生生非非非非均均均均匀匀匀匀变变变变速速速速形形形形变变变变而而而而引引引引起起起起的的的的。受受受受载载载

30、载煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中发发发发生生生生以以以以下下下下电电电电荷荷荷荷( (或带电粒子或带电粒子或带电粒子或带电粒子) )运动过程：运动过程：运动过程：运动过程： （1 1）煤煤煤煤岩岩岩岩材材材材料料料料变变变变形形形形及及及及破破破破裂裂裂裂时时时时能能能能够够够够产产产产生生生生电电电电磁磁磁磁场场场场，有有有有两两两两种种种种形形形形式式式式：一一一一种种种种是是是是由由由由电电电电荷荷荷荷，特特特特别别别别是是是是试试试试样样样样表表表表面面面面积积积积累累累累电电电电荷荷荷荷引引引引起起起起的的的的库库库库仑仑仑仑场场场场( (或或或或准准准准静静静静电电电电场场场场)

31、 )，另另另另一一一一种种种种是是是是由由由由带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子作作作作变速运动而产生的电磁辐射，是一种脉冲波。变速运动而产生的电磁辐射，是一种脉冲波。变速运动而产生的电磁辐射，是一种脉冲波。变速运动而产生的电磁辐射，是一种脉冲波。 （2 2）在在在在非非非非均均均均匀匀匀匀应应应应力力力力作作作作用用用用下下下下非非非非均均均均质质质质煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体各各各各部部部部分分分分产产产产生生生生非非非非均均均均匀匀匀匀形形形形变变变变，由由由由此此此此引引引引起起起起电电电电荷荷荷荷迁迁迁迁移移移移，使使使使原原原原来来来来自自自自由由由由的的的的和和和和逃逃逃逃逸逸逸逸出

32、出出出来来来来的的的的电电电电子子子子由由由由高高高高应应应应力力力力区区区区向向向向低低低低应应应应力力力力区区区区或或或或拉拉拉拉应应应应力力力力区区区区迁迁迁迁移移移移，同同同同时时时时在在在在试试试试样样样样表表表表面面面面也也也也积积积积累累累累了了了了大大大大量量量量的的的的电电电电荷荷荷荷。由由由由此此此此形形形形成成成成了库仑场了库仑场了库仑场了库仑场( (或准静电场或准静电场或准静电场或准静电场) )，或低频电磁辐射。，或低频电磁辐射。，或低频电磁辐射。，或低频电磁辐射。（3 3）裂纹形成及扩展前，裂纹尖端积累了大量的）裂纹形成及扩展前，裂纹尖端积累了大量的）裂纹形成及扩展前

33、，裂纹尖端积累了大量的）裂纹形成及扩展前，裂纹尖端积累了大量的自自自自由由由由电电电电荷荷荷荷( (电电电电子子子子) )。裂裂裂裂纹纹纹纹扩扩扩扩展展展展时时时时，发发发发射射射射电电电电子子子子，由由由由于于于于裂裂裂裂纹纹纹纹不不不不是是是是匀匀匀匀速速速速扩扩扩扩展展展展，这这这这必必必必然然然然向向向向外外外外辐辐辐辐射射射射电电电电磁磁磁磁波波波波，这这这这种种种种电电电电磁辐射与声发射是同步的。磁辐射与声发射是同步的。磁辐射与声发射是同步的。磁辐射与声发射是同步的。（4 4）裂纹扩展后，裂纹局域煤体卸载收缩，在）裂纹扩展后，裂纹局域煤体卸载收缩，在）裂纹扩展后，裂纹局域煤体卸载收

34、缩，在）裂纹扩展后，裂纹局域煤体卸载收缩，在卸载的瞬时，裂纹尖端两侧附卸载的瞬时，裂纹尖端两侧附卸载的瞬时，裂纹尖端两侧附卸载的瞬时，裂纹尖端两侧附近区域煤体中电子近区域煤体中电子近区域煤体中电子近区域煤体中电子浓度较高，形成了库仑场。在该电场的作用下，发浓度较高，形成了库仑场。在该电场的作用下，发浓度较高，形成了库仑场。在该电场的作用下，发浓度较高，形成了库仑场。在该电场的作用下，发射出的电子产生加速运动，向外辐射电磁波；射出的电子产生加速运动，向外辐射电磁波；射出的电子产生加速运动，向外辐射电磁波；射出的电子产生加速运动，向外辐射电磁波；（5 5）出于摩擦等原因产生电磁辐射，也可能产）出于

35、摩擦等原因产生电磁辐射，也可能产）出于摩擦等原因产生电磁辐射，也可能产）出于摩擦等原因产生电磁辐射，也可能产生带正生带正生带正生带正( (或负或负或负或负) )电粒子；裂纹表面电荷也会发生张驰电粒子；裂纹表面电荷也会发生张驰电粒子；裂纹表面电荷也会发生张驰电粒子；裂纹表面电荷也会发生张驰 （6 6）运动的电荷碰撞周围介质分子或原子，使）运动的电荷碰撞周围介质分子或原子，使）运动的电荷碰撞周围介质分子或原子，使）运动的电荷碰撞周围介质分子或原子，使运动电荷减速，同时能使介质分子或原子发生电离，运动电荷减速，同时能使介质分子或原子发生电离，运动电荷减速，同时能使介质分子或原子发生电离，运动电荷减速

36、，同时能使介质分子或原子发生电离，发射电磁波。发射电磁波。发射电磁波。发射电磁波。7.3煤岩变形破裂的电磁辐射机理煤岩变形破裂的电磁辐射机理7.3.17.3.1煤岩体中带电粒子运动激发的电磁场煤岩体中带电粒子运动激发的电磁场煤岩体中带电粒子运动激发的电磁场煤岩体中带电粒子运动激发的电磁场麦克斯韦电场环路定理为：麦克斯韦电场环路定理为：麦克斯韦电场环路定理为：麦克斯韦电场环路定理为：式式式式中中中中，E E为为为为电电电电场场场场矢矢矢矢量量量量；B B为为为为磁磁磁磁感感感感矢矢矢矢量量量量；S S为为为为以以以以闭闭闭闭合合合合回回回回路路路路L L为边界的曲面面积。为边界的曲面面积。为边界

37、的曲面面积。为边界的曲面面积。麦克斯韦磁场环路定理为：麦克斯韦磁场环路定理为：麦克斯韦磁场环路定理为：麦克斯韦磁场环路定理为：式式式式中中中中，J JD D为为为为位位位位移移移移电电电电流流流流，D D为为为为电电电电感感感感矢矢矢矢量量量量，J Jf f为为为为传传传传导导导导电电电电流流流流矢矢矢矢量。量。量。量。（7-7-1 1） （7-27-2） （7-7-3 3） 由由由由麦麦麦麦克克克克斯斯斯斯韦韦韦韦电电电电场场场场环环环环路路路路定定定定理理理理式式式式（7-17-1）可可可可知知知知，只只只只要要要要磁磁磁磁感感感感矢矢矢矢量量量量随随随随时时时时间间间间的的的的变变变变化

38、化化化率率率率不不不不为为为为零零零零，即即即即，那那那那么么么么在在在在磁磁磁磁场场场场变变变变化化化化的的的的区区区区域域域域中中中中就就就就存存存存在在在在涡涡涡涡旋旋旋旋电电电电场场场场。另另另另一一一一方方方方面面面面，由由由由麦麦麦麦克克克克斯斯斯斯韦韦韦韦磁磁磁磁场场场场环环环环路路路路定定定定理理理理（7-27-2）可可可可知知知知，只只只只要要要要电电电电感感感感矢矢矢矢量量量量随随随随时时时时间间间间的的的的变变变变化化化化率率率率不不不不为为为为零零零零，即即即即，那那那那么么么么在在在在电电电电场场场场发发发发生生生生变变变变化化化化的的的的区区区区域域域域中中中中，即

39、即即即使使使使不不不不存存存存在在在在传传传传导导导导电电电电流流流流也也也也必必必必然然然然存存存存在在在在磁磁磁磁场场场场。因因因因此此此此，若若若若在在在在空空空空间间间间某某某某一一一一区区区区域域域域中中中中存存存存在在在在着着着着变变变变化化化化电电电电场场场场，则则则则在在在在该该该该区区区区域域域域的的的的附附附附近近近近将将将将建建建建立立立立起起起起变变变变化化化化磁磁磁磁场场场场；而而而而这这这这个个个个变变变变化化化化磁磁磁磁场场场场又又又又将将将将在在在在它它它它的的的的邻邻邻邻近近近近建建建建立立立立起起起起变变变变化化化化电电电电场场场场。这这这这种种种种变变变变

40、化化化化电电电电场场场场和和和和变变变变化化化化磁磁磁磁场场场场交交交交替替替替地地地地产产产产生生生生，并且由近及远地传播开来，就形成了电磁波。并且由近及远地传播开来，就形成了电磁波。并且由近及远地传播开来，就形成了电磁波。并且由近及远地传播开来，就形成了电磁波。 从从从从物物物物理理理理学学学学的的的的角角角角度度度度看看看看，产产产产生生生生电电电电磁磁磁磁波波波波的的的的机机机机制制制制是是是是多多多多种种种种多多多多样样样样的的的的。但但但但是是是是，从从从从微微微微观观观观上上上上来来来来说说说说，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射是是是是出出出出电电电电荷荷荷荷运运运运动动动动而产

41、生的。而产生的。而产生的。而产生的。 假假假假设设设设在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下，煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子沿沿沿沿某某某某一一一一特特特特定定定定轨轨轨轨道道道道运运运运动动动动，则则则则煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中任任任任意意意意运运运运动动动动带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子激激激激发发发发的的的的电电电电场和磁场为：场和磁场为：场和磁场为：场和磁场为：式式式式中中中中，n n为为为为煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体介介介介质质质质的的的的折折折折射射射射率率率率，c c为为为为真真真真空空空空中中中中电电电电磁磁磁磁波波波波传传传

42、传播播播播速速速速度度度度，即即即即光光光光速速速速。e e为为为为粒粒粒粒子子子子的的的的电电电电荷荷荷荷， 为为为为介介介介质质质质的的的的绝绝绝绝对对对对介介介介电电电电常常常常数数数数，v v为为为为粒粒粒粒子子子子的的的的速速速速度度度度，为为为为粒粒粒粒子子子子的的的的加加加加速速速速度度度度， r r为为为为粒粒粒粒子子子子与观察点之间的距离，与观察点之间的距离，与观察点之间的距离，与观察点之间的距离，n n为为为为r r方向的单位矢量。方向的单位矢量。方向的单位矢量。方向的单位矢量。 （7-7-4 4） （7-7-5 5） 可可可可见见见见，煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中任任

43、任任意意意意带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动产产产产生生生生的的的的电电电电磁磁磁磁场场场场包包包包括括括括两两两两部部部部分分分分：第第第第一一一一部部部部分分分分是是是是运运运运动动动动电电电电荷荷荷荷的的的的库库库库仑仑仑仑场场场场E E1 1和和和和与与与与之之之之相相相相关关关关的的的的磁磁磁磁场场场场B B1 1；第第第第二二二二部部部部分分分分为为为为辐辐辐辐射射射射场场场场，与与与与加加加加速速速速度度度度成成成成正正正正比比比比。辐辐辐辐射射射射场场场场是是是是横横横横向向向向场场场场，即即即即E E2 2和和和和B B2 2都都都都与与与与n n垂垂垂垂直直

44、直直，并并并并且且且且E E2 2和和和和B B2 2互相垂直。此外，辐射场与距离互相垂直。此外，辐射场与距离互相垂直。此外，辐射场与距离互相垂直。此外，辐射场与距离r r成反比。成反比。成反比。成反比。 从从从从中中中中可可可可以以以以看看看看出出出出，煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体变变变变形形形形及及及及破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射与与与与带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子的的的的电电电电量量量量及及及及其其其其运运运运动动动动加加加加速速速速度度度度成成成成正正正正比比比比。当当当当然然然然与与与与带带带带电电电电粒粒粒粒子子子

45、子的的的的密密密密度度度度有有有有关关关关，带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子数数数数越越越越多多多多，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的强强强强度度度度也也也也越越越越高高高高。加加加加载载载载速速速速率率率率越越越越高高高高，变变变变形形形形及及及及破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程越越越越强强强强烈烈烈烈，单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内形形形形成成成成的的的的带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子数数数数就就就就越越越越多多多多，其其其其运运运运动动动动速速速速度度度度也也也也越越越越高高高高，因因因因而而而而煤煤煤煤岩岩岩岩变变变变形形形形及及及及破破破破裂裂裂裂时时时时电电电电

46、磁磁磁磁辐辐辐辐射的强度越高，频率范围也越宽。射的强度越高，频率范围也越宽。射的强度越高，频率范围也越宽。射的强度越高，频率范围也越宽。7.3.27.3.2电磁辐射在煤岩介质中的传播电磁辐射在煤岩介质中的传播电磁辐射在煤岩介质中的传播电磁辐射在煤岩介质中的传播 煤煤煤煤岩岩岩岩介介介介质质质质中中中中电电电电磁磁磁磁场场场场是是是是以以以以波波波波的的的的形形形形式式式式存存存存在在在在的的的的。电电电电磁磁磁磁波波波波在在在在煤煤煤煤岩岩岩岩介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播时时时时，随随随随着着着着传传传传播播播播距距距距离离离离的的的的增增增增加加加加，电电电电磁磁磁磁场场场场幅幅

47、幅幅值值值值会会会会发发发发生生生生衰衰衰衰减减减减。电电电电磁磁磁磁波波波波在在在在煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中传传传传播播播播时时时时，其其其其电电电电场场场场强度和磁场强度分别为：强度和磁场强度分别为：强度和磁场强度分别为：强度和磁场强度分别为：式中：式中：式中：式中：式式式式中中中中，E E为为为为电电电电场场场场强强强强度度度度，HH为为为为磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度，b b为为为为电电电电磁磁磁磁波波波波衰衰衰衰减减减减系系系系数数数数，a a为为为为相相相相位位位位常常常常数数数数， 为为为为介介介介质质质质的的的的磁磁磁磁导导导导率率率率， 为为为为介介介介质质质质的

48、的的的电导率，电导率，电导率，电导率， 为电磁波的频率。为电磁波的频率。为电磁波的频率。为电磁波的频率。（7-67-6） （7-7-7 7） 上式表示电磁波沿上式表示电磁波沿上式表示电磁波沿上式表示电磁波沿R R方向按负指数规律衰减。方向按负指数规律衰减。方向按负指数规律衰减。方向按负指数规律衰减。 从从从从能能能能量量量量的的的的观观观观点点点点看看看看，电电电电磁磁磁磁波波波波衰衰衰衰减减减减是是是是由由由由于于于于电电电电磁磁磁磁波波波波在在在在煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播时时时时，介介介介质质质质中中中中带带带带电电电电质质质质点点点点在在在在电电电

49、电磁磁磁磁场场场场作作作作用用用用下下下下产产产产生生生生柱柱柱柱复复复复振振振振动动动动，质质质质点点点点间间间间的的的的相相相相互互互互碰碰碰碰撞撞撞撞作作作作用用用用使使使使电电电电磁磁磁磁场场场场能能能能量量量量变变变变为为为为消消消消耗耗耗耗性性性性热热热热能能能能的的的的结结结结果果果果，这这这这样样样样对对对对电电电电磁磁磁磁场场场场能能能能量量量量的的的的吸吸吸吸收收收收，便便便便造造造造成成成成电电电电磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度随随随随传传传传播播播播距距距距离离离离的的的的增增增增加加加加而而而而减减减减小小小小，因因因因此此此此衰衰衰衰减系数又称为吸收系数。减系数又

50、称为吸收系数。减系数又称为吸收系数。减系数又称为吸收系数。 从从从从式式式式（3-93-9）可可可可以以以以看看看看出出出出，衰衰衰衰减减减减系系系系数数数数b b与与与与介介介介质质质质常常常常数数数数 、 、 和和和和 有有有有关关关关。随随随随着着着着介介介介质质质质电电电电阻阻阻阻率率率率的的的的减减减减小小小小，或或或或随随随随着着着着介介介介质质质质导导导导电电电电率率率率的的的的增增增增大大大大，衰衰衰衰减减减减系系系系数数数数增增增增大大大大。这这这这是是是是由由由由于于于于随随随随着着着着介介介介质质质质电电电电阻阻阻阻率率率率的的的的减减减减小小小小，二二二二次次次次感感感

51、感应应应应电电电电流流流流增增增增加加加加的的的的缘缘缘缘故故故故；随随随随着着着着电电电电磁磁磁磁场场场场频频频频率率率率的的的的增增增增高高高高，衰衰衰衰减减减减系系系系数数数数将将将将增增增增大大大大。从从从从式式式式中中中中可可可可以以以以看看看看知知知知，吸吸吸吸收收收收系系系系数数数数或或或或衰衰衰衰减减减减系系系系数数数数与与与与场场场场频频频频率率率率的的的的关关关关系系系系可可可可近近近近似似似似地地地地取取取取直直直直线线线线关关关关系。系。系。系。电磁辐射在煤岩介质中的传播速度即相速为：电磁辐射在煤岩介质中的传播速度即相速为：电磁辐射在煤岩介质中的传播速度即相速为：电磁辐

52、射在煤岩介质中的传播速度即相速为：式中，式中，式中，式中， ，为光速；，为光速；，为光速；，为光速；rr为煤岩介质的相对介电为煤岩介质的相对介电为煤岩介质的相对介电为煤岩介质的相对介电常数。常数。常数。常数。 从上式中可以看出，电磁辐射在煤岩体介质中的从上式中可以看出，电磁辐射在煤岩体介质中的从上式中可以看出，电磁辐射在煤岩体介质中的从上式中可以看出，电磁辐射在煤岩体介质中的传播速度与介质的介电常数、导电率传播速度与介质的介电常数、导电率传播速度与介质的介电常数、导电率传播速度与介质的介电常数、导电率( (或电阻率或电阻率或电阻率或电阻率) )和电和电和电和电磁辐射频率有关。介质的介电常数越大

53、，电磁辐射传磁辐射频率有关。介质的介电常数越大，电磁辐射传磁辐射频率有关。介质的介电常数越大，电磁辐射传磁辐射频率有关。介质的介电常数越大，电磁辐射传播速度越慢；介质的导电率越低播速度越慢；介质的导电率越低播速度越慢；介质的导电率越低播速度越慢；介质的导电率越低( (或电阻率越高或电阻率越高或电阻率越高或电阻率越高) )，传，传，传，传播速度越越快；电磁辐射信号的频率越高，电磁辐射播速度越越快；电磁辐射信号的频率越高，电磁辐射播速度越越快；电磁辐射信号的频率越高，电磁辐射播速度越越快；电磁辐射信号的频率越高，电磁辐射传播的速度越大。在真空传播的速度越大。在真空传播的速度越大。在真空传播的速度越

54、大。在真空( (或空气或空气或空气或空气) )介质中，介质中，介质中，介质中， 0 0，r=1r=1，v1=cv1=c。在理想的绝缘介质中，在理想的绝缘介质中，在理想的绝缘介质中，在理想的绝缘介质中， 0 0， 。在导电在导电在导电在导电介质中，介质中，介质中，介质中，00， ，所以在导电介质中电磁波传播速度要所以在导电介质中电磁波传播速度要所以在导电介质中电磁波传播速度要所以在导电介质中电磁波传播速度要壁壁壁壁（7-87-8） 在理想均匀绝缘介质中的要小。在理想均匀绝缘介质中的要小。在理想均匀绝缘介质中的要小。在理想均匀绝缘介质中的要小。 如如如如果果果果定定定定义义义义煤煤煤煤岩岩岩岩体体

55、体体中中中中电电电电磁磁磁磁波波波波的的的的振振振振幅幅幅幅减减减减小小小小e e（自自自自然然然然对对对对数数数数的底）倍的距离为有效传播距离的底）倍的距离为有效传播距离的底）倍的距离为有效传播距离的底）倍的距离为有效传播距离L L，则有：则有：则有：则有：L L也也也也称称称称为为为为趋趋趋趋肤肤肤肤深深深深度度度度（或或或或穿穿穿穿透透透透深深深深度度度度）。从从从从式式式式（7-97-9）可可可可以以以以看看看看出出出出。煤煤煤煤岩岩岩岩介介介介质质质质的的的的电电电电阻阻阻阻率率率率越越越越高高高高（或或或或电电电电导导导导率率率率越越越越低低低低），则则则则电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐

56、射射射射传传传传播播播播的的的的距距距距离离离离越越越越大大大大；电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的频频频频率率率率越越越越高高高高，传传传传播的距离越短。播的距离越短。播的距离越短。播的距离越短。（7-7-9 9） 介介介介质质质质的的的的绝绝绝绝对对对对介介介介电电电电常常常常数数数数 =r r 0 0 ，真真真真空空空空中中中中的的的的介介介介电电电电常常常常数数数数 0 08.85x108.85x10-12-12F/mF/m。大大大大多多多多数数数数造造造造岩岩岩岩矿矿矿矿物物物物的的的的相相相相对对对对介介介介电电电电常常常常数数数数 r r 很很很很小小小小，且且且且变变变变

57、化化化化范范范范围围围围不不不不大大大大，几几几几乎乎乎乎全全全全部部部部非非非非金金金金属属属属矿矿矿矿物物物物的的的的 r r 值皆在值皆在值皆在值皆在413413之间变化。之间变化。之间变化。之间变化。 关关关关于于于于岩岩岩岩石石石石、矿矿矿矿石石石石的的的的相相相相对对对对导导导导磁磁磁磁率率率率，除除除除极极极极少少少少数数数数铁铁铁铁磁磁磁磁性性性性矿矿矿矿物物物物外外外外，基基基基本本本本上上上上等等等等于于于于1 1。认认认认为为为为是是是是不不不不随随随随频频频频率率率率而而而而变变变变化化化化的的的的定定定定值，即值，即值，即值，即=0 0=410=410-7-7H/mH

58、/m。 可可可可见见见见，根根根根据据据据煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体材材材材料料料料的的的的电电电电磁磁磁磁常常常常数数数数 、(或或或或电电电电阻阻阻阻率率率率)就就就就可可可可确确确确定定定定有有有有效效效效距距距距离离离离L L与与与与电电电电磁磁磁磁波波波波频频频频率率率率间间间间的的的的关关关关系系系系。对对对对于于于于现现现现 场场场场 煤煤煤煤 岩岩岩岩 体体体体 来来来来 说说说说 ， 当当当当 电电电电 磁磁磁磁 场场场场 频频频频 率率率率 低低低低 于于于于 lMHzlMHz时时时时 ，/1/1。如如如如果果果果用用用用频频频频率率率率f f和和和和电电电电阻阻阻阻率率率率

59、 来来来来表表表表示示示示，则则则则通通通通过过过过简简简简化化化化可得可得可得可得f f和和和和 的关系为：的关系为：的关系为：的关系为： 煤煤煤煤体体体体的的的的电电电电阻阻阻阻率率率率 一一一一般般般般在在在在10102 2101033mm之之之之间间间间变变变变化化化化。当当当当选择接收频率上限为选择接收频率上限为选择接收频率上限为选择接收频率上限为500500KHzKHz时，则预测范围时，则预测范围时，则预测范围时，则预测范围( (或趋肤深度或趋肤深度或趋肤深度或趋肤深度) )为为为为7.1222.57.1222.5mm。(7-10)(7-10) 因因因因为为为为实实实实际际际际监监

60、监监测测测测距距距距离离离离远远远远小小小小于于于于电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的波波波波长长长长，因因因因此此此此属属属属于于于于近近近近区区区区监监监监测测测测。需需需需要要要要特特特特别别别别指指指指出出出出的的的的是是是是，不不不不论论论论近近近近区区区区或或或或远远远远区区区区，都都都都同同同同时时时时有有有有感感感感应应应应场场场场和和和和辐辐辐辐射射射射场场场场存存存存在在在在，不不不不过过过过两两两两者者者者比比比比较较较较起起起起来来来来，在在在在近近近近区区区区感感感感应应应应场场场场很很很很强强强强，辐辐辐辐射射射射场场场场可可可可忽忽忽忽略略略略；在在在在远远

61、远远区区区区辐辐辐辐射射射射场场场场较较较较强强强强，感感感感应应应应场场场场可可可可忽忽忽忽略略略略，因因因因而而而而近近近近区区区区主主主主要要要要表表表表现现现现出出出出感感感感应应应应场场场场的的的的性性性性质质质质，远远远远区区区区主主主主要要要要表表表表现现现现出出出出辐辐辐辐射射射射场场场场的的的的性性性性质质质质。尽尽尽尽管管管管在在在在近近近近区区区区内内内内辐辐辐辐射射射射场场场场比比比比感感感感应应应应场场场场弱弱弱弱，但但但但仍仍仍仍比比比比远远远远区区区区的的的的辐辐辐辐射射射射场场场场大大大大得得得得多多多多，否否否否则则则则就就就就要要要要得得得得出出出出离离离离

62、波波波波源源源源越越越越远远远远，辐辐辐辐射射射射场场场场越越越越强强强强的的的的错错错错误误误误结结结结论论论论。实实实实际际际际上，辐射场由近及远随着距离的增加而逐渐衰减。上，辐射场由近及远随着距离的增加而逐渐衰减。上，辐射场由近及远随着距离的增加而逐渐衰减。上，辐射场由近及远随着距离的增加而逐渐衰减。7.4电磁辐射能量计算电磁辐射能量计算煤岩体受载，破裂时向外释放电磁波，这也反映煤岩体受载，破裂时向外释放电磁波，这也反映煤岩体受载，破裂时向外释放电磁波，这也反映煤岩体受载，破裂时向外释放电磁波，这也反映了了了了煤煤煤煤岩岩岩岩受受受受载载载载破破破破坏坏坏坏释释释释放放放放的的的的能能能

63、能量量量量。通通通通过过过过电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射仪仪仪仪，可可可可以以以以测测测测到到到到煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体释释释释放放放放电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的强强强强弱弱弱弱，并并并并以以以以电电电电压压压压的的的的形形形形成成成成反反反反映出来。映出来。映出来。映出来。 对对对对电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射仪仪仪仪来来来来说说说说，其其其其能能能能量量量量分分分分析析析析是是是是针针针针对对对对其其其其输输输输出出出出信信信信号号号号进行的，瞬态信号的能量可定义为进行的，瞬态信号的能量可定义为进行的，瞬态信号的能量可定义为进行的，瞬态信号的能量可定义为式式式式中中

64、中中，V V（t t）为为为为随随随随时时时时向向向向变变变变化化化化的的的的电电电电压压压压，R R为为为为电电电电压压压压测测测测量量量量电电电电信的输入阻抗，采用数学处理方法，则取离散形式信的输入阻抗，采用数学处理方法，则取离散形式信的输入阻抗，采用数学处理方法，则取离散形式信的输入阻抗，采用数学处理方法，则取离散形式式式式式中中中中，V Vi i为为为为取取取取样样样样点点点点的的的的电电电电压压压压，t t为为为为取取取取样样样样点点点点的的的的时时时时间间间间间间间间隔隔隔隔，mm为样点数。为样点数。为样点数。为样点数。（7-7-1111） （7-7-1212） 7.5现场测试结果

65、现场测试结果 研研研研究究究究主主主主要要要要以以以以某某某某矿矿矿矿冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压动动动动力力力力灾灾灾灾害害害害危危危危险险险险最最最最大大大大的的的的72047204工工工工作作作作面面面面为为为为基基基基础础础础，兼兼兼兼顾顾顾顾91129112工工工工作作作作面面面面，并并并并对对对对另另另另一一一一煤煤煤煤矿矿矿矿24082408冲击矿压工作面的电磁辐射进行了测定。冲击矿压工作面的电磁辐射进行了测定。冲击矿压工作面的电磁辐射进行了测定。冲击矿压工作面的电磁辐射进行了测定。1 1） 正常开采正常开采正常开采正常开采 在在在在没没没没有有有有冲冲冲冲击击击击危危危危险

66、险险险、工工工工作作作作面面面面和和和和巷巷巷巷道道道道处处处处于于于于正正正正常常常常情情情情况况况况下下下下的的的的观观观观测测测测结结结结果果果果见见见见图图图图7-87-8、7-97-9所所所所示示示示。从从从从图图图图中中中中，可可可可以以以以看看看看出出出出，正正正正常常常常情情情情况况况况下下下下，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅幅幅幅值值值值都都都都比比比比较较较较小小小小，脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数也也也也较较较较少，变化小。少，变化小。少，变化小。少，变化小。图图图图7-891127-89112工作面风巷观测结果之一工作面风巷观测结果之一工作面风巷观测结果之一工作面

67、风巷观测结果之一图图图图7-991127-99112工作面风巷观测结果之二工作面风巷观测结果之二工作面风巷观测结果之二工作面风巷观测结果之二22）煤体内的电磁辐射煤体内的电磁辐射煤体内的电磁辐射煤体内的电磁辐射 工工工工作作作作面面面面前前前前方方方方煤煤煤煤体体体体内内内内不不不不同同同同位位位位置置置置处处处处, ,测测测测定定定定的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射是是是是不不不不同同同同的的的的，由由由由钻钻钻钻孔孔孔孔口口口口向向向向煤煤煤煤体体体体深深深深部部部部，首首首首先先先先是是是是电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射越越越越来来来来越越越越大大大大，出出出出现现现现最最最最

68、大大大大值值值值后后后后，又又又又逐逐逐逐渐渐渐渐降降降降低低低低，整整整整体体体体上上上上呈呈呈呈现现现现一一一一个与应力变化相类似的曲线（见图个与应力变化相类似的曲线（见图个与应力变化相类似的曲线（见图个与应力变化相类似的曲线（见图7-107-10所示）。所示）。所示）。所示）。图图图图7-107-10煤体内的电磁辐射变化规律煤体内的电磁辐射变化规律煤体内的电磁辐射变化规律煤体内的电磁辐射变化规律3 3）工作面及周围巷道区域电磁辐射分布工作面及周围巷道区域电磁辐射分布工作面及周围巷道区域电磁辐射分布工作面及周围巷道区域电磁辐射分布 在在在在工工工工作作作作面面面面不不不不同同同同区区区区域

69、域域域，观观观观测测测测到到到到电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值是是是是不不不不同同同同的的的的。压压压压力力力力大大大大的的的的区区区区域域域域，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值就就就就高高高高；冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险性性性性高高高高的的的的区区区区域域域域，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值高高高高。图图图图7-117-11是是是是华华华华丰丰丰丰煤煤煤煤矿矿矿矿24082408工工工工作作作作面面面面观观观观测测测测的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值（图图图图中中中中，上上上上面面面面一一一一条条条条曲曲曲曲线线线线为为为为最

70、最最最大大大大值值值值，下下下下面面面面一一一一条条条条曲曲曲曲线线线线为为为为平平平平均均均均值值值值）。下下下下平平平平巷巷巷巷的的的的冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险性性性性比上平巷的高。观测的电磁辐射值也是如此。比上平巷的高。观测的电磁辐射值也是如此。比上平巷的高。观测的电磁辐射值也是如此。比上平巷的高。观测的电磁辐射值也是如此。图图图图7-117-11aa华丰煤矿华丰煤矿华丰煤矿华丰煤矿24082408工作面及电磁辐射测点布置图工作面及电磁辐射测点布置图工作面及电磁辐射测点布置图工作面及电磁辐射测点布置图图图图图7-117-11bb华丰煤矿华丰煤矿华丰煤矿华丰煤矿24

71、082408工作面及其周围巷道内的电磁辐射值工作面及其周围巷道内的电磁辐射值工作面及其周围巷道内的电磁辐射值工作面及其周围巷道内的电磁辐射值4 4）压力高峰区的电磁辐射压力高峰区的电磁辐射压力高峰区的电磁辐射压力高峰区的电磁辐射 在在在在工工工工作作作作面面面面前前前前方方方方煤煤煤煤壁壁壁壁内内内内的的的的压压压压力力力力高高高高峰峰峰峰区区区区，测测测测定定定定的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值强强强强度度度度高高高高，脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数变变变变化化化化大大大大。说说说说明明明明煤煤煤煤层层层层内内内内的的的的应应应应力力力力高高高高，而而而而且且且且煤煤煤煤层层层层处

72、处处处于于于于不不不不断断断断变变变变形形形形和和和和破破破破坏坏坏坏之之之之中中中中。图图图图7-127-12为为为为91129112工工工工作作作作面面面面在在在在距距距距材材材材料料料料道道道道1515mm处处处处工工工工作作作作面面面面煤煤煤煤壁壁壁壁内内内内测测测测定定定定的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射强强强强度度度度和和和和脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数在在在在2 2minmin内内内内的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律。从从从从图图图图中中中中，可可可可以以以以看看看看出，煤层中的应力处于不断变化之中。出，煤层中的应力处于不断变化之中。出，煤层中的应力处于不断变化之中。

73、出，煤层中的应力处于不断变化之中。a)a)幅值幅值幅值幅值b)b)脉冲数脉冲数脉冲数脉冲数图图图图7-127-12距材料道距材料道距材料道距材料道1515mm处工作面煤壁内的电磁辐射值处工作面煤壁内的电磁辐射值处工作面煤壁内的电磁辐射值处工作面煤壁内的电磁辐射值5 5）支承压力区的电磁辐射支承压力区的电磁辐射支承压力区的电磁辐射支承压力区的电磁辐射 在在在在工工工工作作作作面面面面前前前前方方方方支支支支承承承承压压压压力力力力高高高高峰峰峰峰区区区区，测测测测定定定定的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值强强强强度度度度高高高高，脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数变变变变化化化化大大大大。同

74、同同同样样样样说说说说明明明明了了了了煤煤煤煤层层层层内内内内的的的的应应应应力力力力高高高高，而而而而且且且且煤煤煤煤层层层层处处处处于于于于不不不不断断断断变变变变形形形形和和和和破破破破坏坏坏坏之之之之中中中中。图图图图7-137-13为为为为91129112工作面前方工作面前方工作面前方工作面前方3030mm处材料道内测定电磁辐射的结果。处材料道内测定电磁辐射的结果。处材料道内测定电磁辐射的结果。处材料道内测定电磁辐射的结果。a)a)幅值幅值幅值幅值b)b)脉冲数脉冲数脉冲数脉冲数图图图图7-137-13工作面前方工作面前方工作面前方工作面前方3030mm处材料道内测定的电磁辐射值处材

75、料道内测定的电磁辐射值处材料道内测定的电磁辐射值处材料道内测定的电磁辐射值66）顶板运动规律与电磁辐射顶板运动规律与电磁辐射顶板运动规律与电磁辐射顶板运动规律与电磁辐射 电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律与与与与顶顶顶顶板板板板的的的的运运运运动动动动规规规规律律律律相相相相吻吻吻吻合合合合。如如如如在在在在采采采采面面面面推推推推进进进进4242mm、52m52m和和和和6262mm时时时时，工工工工作作作作面面面面周周周周期期期期来来来来压压压压。在在在在来来来来压压压压期期期期间间间间，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值同同同同样样样样增增增增

76、大大大大，而而而而且且且且呈呈呈呈现现现现与与与与周周周周期期期期来来来来压压压压一一一一致致致致的的的的周周周周期期期期性性性性变变变变化化化化。图图图图7-147-14为为为为工工工工作作作作面面面面在在在在推推推推进进进进过过过过程程程程中中中中，距距距距采采采采面面面面50605060mm风风风风巷巷巷巷范范范范围围围围内内内内，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律。这这这这与与与与工工工工作作作作面面面面周周周周期期期期来来来来压压压压规规规规律律律律是是是是一一一一致致致致的的的的。另另另另外外外外，顺顺顺顺槽槽槽槽中中中中在在在

77、在老老老老顶顶顶顶断断断断裂裂裂裂的的的的位位位位置置置置，观观观观测测测测到到到到的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值也也也也较较较较强强强强，如图如图如图如图7-157-15所示。所示。所示。所示。图图图图7-147-14距采面距采面距采面距采面50605060mm风巷内电磁辐射风巷内电磁辐射风巷内电磁辐射风巷内电磁辐射图图图图7-157-15顺槽中老顶断裂处电磁辐射顺槽中老顶断裂处电磁辐射顺槽中老顶断裂处电磁辐射顺槽中老顶断裂处电磁辐射7 7）顶板断裂破坏的电磁辐射顶板断裂破坏的电磁辐射顶板断裂破坏的电磁辐射顶板断裂破坏的电磁辐射 工工工工作作作作面面面面煤煤煤煤层层层层顶顶

78、顶顶板板板板的的的的断断断断裂裂裂裂破破破破坏坏坏坏，观观观观测测测测到到到到电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅幅幅幅幅值值值值的的的的剧剧剧剧烈烈烈烈变变变变化化化化，反反反反映映映映了了了了顶顶顶顶板板板板内内内内聚聚聚聚集集集集的的的的弹弹弹弹性性性性能能能能的的的的释释释释放放放放过过过过程程程程。图图图图7-167-16为为为为72047204工工工工作作作作面面面面在在在在推推推推进进进进5757mm，顶顶顶顶板板板板断断断断裂裂裂裂破破破破坏至中部时观测的电磁辐射变化。坏至中部时观测的电磁辐射变化。坏至中部时观测的电磁辐射变化。坏至中部时观测的电磁辐射变化。图图图图7-16

79、7-16工作面中部顶板断裂破坏工作面中部顶板断裂破坏工作面中部顶板断裂破坏工作面中部顶板断裂破坏图图图图7-177-17顶板断裂到中上部顶板断裂到中上部顶板断裂到中上部顶板断裂到中上部图图图图7-187-18工作面中下部顶板垮落前工作面中下部顶板垮落前工作面中下部顶板垮落前工作面中下部顶板垮落前2 2小时的电磁辐射小时的电磁辐射小时的电磁辐射小时的电磁辐射 图图图图7-177-17为为为为72047204工工工工作作作作面面面面顶顶顶顶板板板板断断断断裂裂裂裂破破破破坏坏坏坏至至至至中中中中上上上上部部部部时时时时观观观观测测测测的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射变变变变化化化化。而而而

80、而图图图图7-187-18则则则则为为为为工工工工作作作作面面面面中中中中下下下下部部部部顶顶顶顶板板板板垮垮垮垮落落落落前前前前2 2小小小小时时时时的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射变变变变化化化化规规规规律律律律。测测测测到到到到的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值非非非非常常常常低低低低，反反反反映映映映了了了了工工工工作作作作面面面面中中中中下下下下部部部部顶顶顶顶板板板板已已已已经经经经断断断断裂裂裂裂，顶顶顶顶板板板板内的弹性能已完全释放。内的弹性能已完全释放。内的弹性能已完全释放。内的弹性能已完全释放。 在在在在工工工工作作作作面面面面没没没没有有有有进进进进

81、行行行行采采采采煤煤煤煤放放放放炮炮炮炮的的的的区区区区段段段段、顶顶顶顶板板板板没没没没有有有有垮垮垮垮落落落落的的的的区区区区段段段段，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值非非非非常常常常高高高高，而而而而且且且且其其其其幅幅幅幅值值值值变变变变化化化化较较较较大大大大。在在在在进进进进行行行行了了了了采采采采煤煤煤煤放放放放炮炮炮炮，顶顶顶顶板板板板也也也也已已已已垮垮垮垮落落落落的的的的区区区区域域域域，则则则则电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值很很很很低低低低，两两两两者者者者相相相相差差差差近近近近4 4倍倍倍倍。图图图图7-197-19为为为为72047204工

82、工工工作作作作面面面面各各各各观观观观测测测测点点点点的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值，高高高高峰峰峰峰处处处处为为为为工工工工作作作作面面面面未未未未进进进进行行行行落落落落煤煤煤煤放炮的区域，而老塘顶板也从下部垮落到了该处。放炮的区域，而老塘顶板也从下部垮落到了该处。放炮的区域，而老塘顶板也从下部垮落到了该处。放炮的区域，而老塘顶板也从下部垮落到了该处。图图图图7-1972047-197204工作面工作面工作面工作面1111月月月月2525日夜班各观测点的电磁辐射值日夜班各观测点的电磁辐射值日夜班各观测点的电磁辐射值日夜班各观测点的电磁辐射值8 8）冲击危险区域的电磁辐射冲

83、击危险区域的电磁辐射冲击危险区域的电磁辐射冲击危险区域的电磁辐射 在在在在冲冲冲冲击击击击危危危危险险险险性性性性高高高高和和和和压压压压力力力力大大大大的的的的区区区区域域域域，观观观观测测测测到到到到的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值也也也也很很很很高高高高。而而而而且且且且在在在在冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险性性性性高高高高的的的的区区区区域域域域，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅幅幅幅值值值值变变变变化化化化不不不不大大大大，但但但但整整整整体体体体水水水水平平平平高高高高。例例例例如如如如，1111月月月月1919日日日日中中中中班班班班，

84、72047204工工工工作作作作面面面面自自自自材材材材料料料料道道道道向向向向下下下下6060mm范范范范围围围围内内内内的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值高高高高，表表表表明明明明两两两两材材材材料料料料道道道道间间间间的的的的煤煤煤煤柱柱柱柱压压压压力力力力大大大大，冲冲冲冲击击击击矿压危险性高矿压危险性高矿压危险性高矿压危险性高( (见图见图见图见图7-20)7-20)。 在在在在工工工工作作作作面面面面没没没没有有有有进进进进行行行行采采采采煤煤煤煤放放放放炮炮炮炮的的的的区区区区段段段段、顶顶顶顶板板板板没没没没有有有有垮垮垮垮落落落落、冲冲冲冲击击击击矿矿矿

85、矿压压压压危危危危险险险险性性性性高高高高的的的的区区区区段段段段，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值非非非非常常常常高高高高，而而而而且且且且其其其其幅幅幅幅值值值值变变变变化化化化较较较较大大大大。在在在在进进进进行行行行了了了了采采采采煤煤煤煤放放放放炮炮炮炮，顶顶顶顶板板板板也也也也已已已已垮垮垮垮落落落落的的的的区区区区域域域域，则则则则电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值很很很很低低低低，两两两两者者者者相相相相差差差差近近近近4 4倍倍倍倍。图图图图7-217-21为为为为72047204工工工工作作作作面面面面各各各各观观观观测测测测点点点点的的的的电电电电磁

86、磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值，高高高高峰峰峰峰处处处处为为为为工工工工作作作作面面面面未未未未进进进进行行行行落落落落煤煤煤煤放放放放炮炮炮炮、冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险性性性性高高高高的的的的区区区区域域域域，而老塘顶板也从下部垮落到了该处。而老塘顶板也从下部垮落到了该处。而老塘顶板也从下部垮落到了该处。而老塘顶板也从下部垮落到了该处。图图图图7-20117-2011月月月月1919日工作面电磁辐射值变化规律日工作面电磁辐射值变化规律日工作面电磁辐射值变化规律日工作面电磁辐射值变化规律图图图图7-2172047-217204工作面工作面工作面工作面1111月月月月25

87、25日夜班各观测点的电磁辐射值日夜班各观测点的电磁辐射值日夜班各观测点的电磁辐射值日夜班各观测点的电磁辐射值9 9）板炮与电磁辐射板炮与电磁辐射板炮与电磁辐射板炮与电磁辐射 72047204工工工工作作作作面面面面为为为为高高高高冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险工工工工作作作作面面面面，在在在在其其其其生生生生产产产产过过过过程程程程中中中中，煤煤煤煤层层层层内内内内的的的的板板板板炮炮炮炮非非非非常常常常频频频频繁繁繁繁。在在在在采采采采用用用用电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射法法法法观观观观测测测测过过过过程程程程中中中中，记记记记录录录录了了了了大大大大量量量量板板板板炮

88、炮炮炮形形形形成成成成的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射规规规规律律律律。如如如如果果果果在在在在两两两两分分分分钟钟钟钟的的的的测测测测量量量量记记记记录录录录中中中中，出出出出现现现现一一一一两两两两个个个个突突突突然然然然增增增增高高高高的的的的幅幅幅幅值值值值，而而而而其其其其余余余余的的的的幅幅幅幅值值值值比比比比较较较较平平平平缓缓缓缓，工工工工作作作作面面面面又又又又没没没没有有有有其其其其他他他他影影影影响响响响，则则则则说说说说明明明明煤煤煤煤层层层层内内内内发发发发生生生生了了了了释释释释放放放放能能能能量量量量的的的的板板板板炮炮炮炮。图图图图7-227-22为为为

89、为通通通通过过过过电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射仪仪仪仪观观观观测测测测，记记记记录录录录的的的的工工工工作作作作面面面面煤煤煤煤层层层层内内内内板板板板炮炮炮炮的的的的发发发发生及其规律。生及其规律。生及其规律。生及其规律。图图图图7-22117-2211月月月月1111日中班测到的工作面上下部两次板炮日中班测到的工作面上下部两次板炮日中班测到的工作面上下部两次板炮日中班测到的工作面上下部两次板炮1010）卸压爆破前后的电磁辐射卸压爆破前后的电磁辐射卸压爆破前后的电磁辐射卸压爆破前后的电磁辐射 在在在在工工工工作作作作面面面面有有有有冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险区区区区

90、域域域域内内内内进进进进行行行行卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破前前前前后后后后，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值有有有有明明明明显显显显的的的的变变变变化化化化。根根根根据据据据这这这这个个个个规规规规律律律律，可可可可用用用用电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射方方方方法法法法检检检检测测测测卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破的的的的效效效效果果果果。卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破前前前前后后后后，煤煤煤煤体体体体内内内内钻钻钻钻屑屑屑屑量量量量的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律，同同同同样样样样证证证证实实实实了了了了这这这这一一一一点点点点。两两两两者者者者观观观观测测测测结

91、结结结果果果果一一一一致致致致。图图图图7-237-23为为为为卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破前前前前后后后后钻钻钻钻孔孔孔孔钻钻钻钻屑屑屑屑量量量量的的的的变变变变化化化化，图图图图7-247-24，7-257-25则则则则为为为为同同同同一一一一地地地地点点点点卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破前前前前后后后后电电电电磁磁磁磁辐射的变化情况。辐射的变化情况。辐射的变化情况。辐射的变化情况。a)a)卸压爆破前卸压爆破前卸压爆破前卸压爆破前b)b)卸压爆破后卸压爆破后卸压爆破后卸压爆破后图图图图7-237-23卸压爆破前后钻屑量的变化规律卸压爆破前后钻屑量的变化规律卸压爆破前后钻屑量的变化规律

92、卸压爆破前后钻屑量的变化规律a)a)电磁辐射幅值电磁辐射幅值电磁辐射幅值电磁辐射幅值b)b)电磁辐射脉冲数电磁辐射脉冲数电磁辐射脉冲数电磁辐射脉冲数图图图图7-247-24卸压爆破前电磁辐射值的变化规律卸压爆破前电磁辐射值的变化规律卸压爆破前电磁辐射值的变化规律卸压爆破前电磁辐射值的变化规律a)a)电磁辐射幅值电磁辐射幅值电磁辐射幅值电磁辐射幅值b)b)电磁辐射脉冲数电磁辐射脉冲数电磁辐射脉冲数电磁辐射脉冲数图图图图7-257-25卸压爆破后电磁辐射值的变化规律卸压爆破后电磁辐射值的变化规律卸压爆破后电磁辐射值的变化规律卸压爆破后电磁辐射值的变化规律 图图图图7-267-26为为为为72047

93、204工工工工作作作作面面面面上上上上部部部部随随随随工工工工作作作作面面面面推推推推进进进进，其其其其电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律。从从从从图图图图上上上上可可可可以以以以明明明明显显显显地地地地看看看看出出出出绝绝绝绝大大大大部部部部分分分分冲冲冲冲击击击击危危危危险险险险区区区区域域域域在在在在卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破后后后后，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值有有有有了了了了明明明明显显显显的的的的下下下下降降降降，如如如如1111月月月月12121818日日日日，有有有有的的的的效效效效果果果果还还还还非非非非常常常常

94、好好好好，特特特特别别别别是是是是1111月月月月1818日日日日电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值下下下下降降降降的的的的非非非非常常常常多多多多。但但但但有有有有的的的的效效效效果果果果也也也也不不不不理理理理想想想想，例例例例如如如如1111月月月月1313日日日日卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破后后后后，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值没有明显变化。没有明显变化。没有明显变化。没有明显变化。图图图图7-267-26推进过程中工作面中上部电磁辐射值变化规律推进过程中工作面中上部电磁辐射值变化规律推进过程中工作面中上部电磁辐射值变化规律推进过程中工作面中上部电磁辐射值变化规律

95、1111）冲击矿压与电磁辐射冲击矿压与电磁辐射冲击矿压与电磁辐射冲击矿压与电磁辐射 测测测测试试试试表表表表明明明明，在在在在冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压发发发发生生生生前前前前，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅幅幅幅值值值值有有有有较较较较大大大大幅幅幅幅度度度度的的的的增增增增长长长长。例例例例如如如如，在在在在91129112工工工工作作作作面面面面上上上上头头头头距距距距风风风风巷巷巷巷120120mm处处处处，在在在在测测测测量量量量过过过过后后后后不不不不到到到到半半半半分分分分钟钟钟钟，曾曾曾曾发发发发生生生生过过过过一一一一次次次次煤煤煤煤炮炮炮炮（小小小小型型型

96、型冲冲冲冲击击击击），其其其其强强强强度度度度大大大大约约约约为为为为70807080dBdB。在在在在发发发发生生生生煤煤煤煤炮炮炮炮以以以以前前前前，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射仪仪仪仪测测测测到到到到了了了了脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数和和和和幅幅幅幅值值值值的的的的连连连连续续续续增增增增长长长长，反反反反映映映映了了了了煤煤煤煤岩岩岩岩破破破破坏坏坏坏发发发发展展展展、发发发发生生生生的的的的过过过过程程程程，如如如如图图图图7-277-27所示。所示。所示。所示。图图图图7-277-27煤炮发生前电磁辐射脉冲数的变化趋势煤炮发生前电磁辐射脉冲数的变化趋势煤炮发生前电磁辐射脉冲数的变

97、化趋势煤炮发生前电磁辐射脉冲数的变化趋势在在在在72047204工作面开采期间，多次诱发了冲击矿压，工作面开采期间，多次诱发了冲击矿压，工作面开采期间，多次诱发了冲击矿压，工作面开采期间，多次诱发了冲击矿压，同时也发生了两次较大规模的冲击矿压，其冲击地点同时也发生了两次较大规模的冲击矿压，其冲击地点同时也发生了两次较大规模的冲击矿压，其冲击地点同时也发生了两次较大规模的冲击矿压，其冲击地点和范围为材料道从工作面向外和范围为材料道从工作面向外和范围为材料道从工作面向外和范围为材料道从工作面向外1313mm开始的开始的开始的开始的1313mm长，工长，工长，工长，工作面从材料道往下作面从材料道往下

98、作面从材料道往下作面从材料道往下1111mm开始的开始的开始的开始的2222mm长的煤壁。从诱发长的煤壁。从诱发长的煤壁。从诱发长的煤壁。从诱发和发生的冲击矿压前后电磁辐射变化情况看，有这样和发生的冲击矿压前后电磁辐射变化情况看，有这样和发生的冲击矿压前后电磁辐射变化情况看，有这样和发生的冲击矿压前后电磁辐射变化情况看，有这样的规律，即冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值的规律，即冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值的规律，即冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值的规律，即冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值较高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其较高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内

99、，其较高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其较高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生冲电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生冲电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生冲电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生冲击矿压。这说明了能量的聚集与释放的过程。图击矿压。这说明了能量的聚集与释放的过程。图击矿压。这说明了能量的聚集与释放的过程。图击矿压。这说明了能量的聚集与释放的过程。图7-287-28，7-297-29为冲击矿压发生前后工作面煤壁和降低材料道为冲击矿压发生前后工作面煤壁和降低材料道为冲击矿压发生前后工作面煤壁和降低材料

100、道为冲击矿压发生前后工作面煤壁和降低材料道处的电磁辐射强度的变化规律，其中图处的电磁辐射强度的变化规律，其中图处的电磁辐射强度的变化规律，其中图处的电磁辐射强度的变化规律，其中图7-287-28b b，7-29b7-29b表示电磁辐射能量的变化规律。表示电磁辐射能量的变化规律。表示电磁辐射能量的变化规律。表示电磁辐射能量的变化规律。图图图图7-287-28冲击前后工作面电磁辐射的变化冲击前后工作面电磁辐射的变化冲击前后工作面电磁辐射的变化冲击前后工作面电磁辐射的变化图图图图7-297-29冲击前后巷道电磁辐射的变化冲击前后巷道电磁辐射的变化冲击前后巷道电磁辐射的变化冲击前后巷道电磁辐射的变化

101、图图图图7-307-30诱发冲击矿压前后电磁辐射变化规律诱发冲击矿压前后电磁辐射变化规律诱发冲击矿压前后电磁辐射变化规律诱发冲击矿压前后电磁辐射变化规律 图图图图7-307-30为为为为72047204工工工工作作作作面面面面1212月月月月1616日日日日诱诱诱诱发发发发冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压前前前前后后后后电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律。从从从从这这这这一一一一点点点点可可可可以以以以看看看看出出出出同同同同样样样样的的的的规规规规律律律律，即即即即冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压发发发发生生生生前前前前的的的的一一一一段段段段时时时时间

102、间间间，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射连连连连续续续续增增增增长长长长或或或或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。7.6煤岩变形破坏与电磁辐射耦合规律煤岩变形破坏与电磁辐射耦合规律 从从从从以以以以上上上上观观观观测测测测到到到到的的的的规规规规律律律律可可可可知知知知，采采采采用用用用电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射法法法法对对对对冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压的的的的危危危危险险险险性性性性评评评评价价价价及及及及预预预预测测测测预预预预报报报报是是是是可可可可行行行行有有有有效

103、效效效的的的的，从从从从观观观观测测测测到到到到的的的的结结结结果果果果就就就就可可可可以以以以确确确确定定定定冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压发发发发生生生生的的的的区区区区域域域域和和和和地地地地点点点点，这这这这就就就就对对对对我我我我们们们们采采采采取取取取相相相相应应应应的的的的有有有有针针针针对对对对性性性性的的的的防防防防治治治治措措措措施施施施提提提提供供供供了了了了科科科科学依据。学依据。学依据。学依据。 煤煤煤煤岩岩岩岩电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射是是是是煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体受受受受载载载载变变变变形形形形破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程中中中中向向向向外外外外辐辐

104、辐辐射射射射电电电电磁磁磁磁能能能能量量量量的的的的一一一一种种种种现现现现象象象象，与与与与煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的变变变变形形形形破破破破裂裂裂裂过过过过程程程程密密密密切切切切相相相相关关关关。电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射信信信信息息息息综综综综合合合合反反反反映映映映了了了了冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压、煤煤煤煤与与与与瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯突突突突出出出出等等等等煤煤煤煤岩岩岩岩灾灾灾灾害害害害动动动动力力力力现现现现象象象象的的的的主主主主要要要要影影影影响响响响因因因因素素素素，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射强强强强度度度度主主主主要要要要反反反反映映映映了了了了煤煤

105、煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的受受受受载载载载程程程程度度度度及及及及变变变变形形形形破破破破裂裂裂裂强强强强度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。度，脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次。 从从从从上上上上述述述述强强强强冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险工工工工作作作作面面面面的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射观观观观测测测测的的的的结果分析，可以得出：结果分析，可以得出：结果分析，可以得出：结果分析，可以得出： 1 1）煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体所所所所受受受受应应应应

106、力力力力与与与与电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射之之之之间间间间存存存存在在在在耦耦耦耦合合合合关关关关系系系系。煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体所所所所受受受受的的的的应应应应力力力力越越越越高高高高，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的强强强强度度度度就就就就越越越越大大大大，特特特特别别别别是是是是在在在在工工工工作作作作面面面面及及及及巷巷巷巷道道道道的的的的支支支支承承承承压压压压力力力力影影影影响响响响区区区区，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅值明显高于非支承压力影响区。幅值明显高于非支承压力影响区。幅值明显高于非支承压力影响区。幅值明显高于非支承压力影响区。 2 2）电电电

107、电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射可可可可反反反反映映映映煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的破破破破坏坏坏坏程程程程度度度度。在在在在煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体破破破破坏坏坏坏剧剧剧剧烈烈烈烈的的的的区区区区域域域域，即即即即微微微微裂裂裂裂隙隙隙隙形形形形成成成成和和和和发发发发展展展展速速速速率率率率大大大大的的的的地地地地方方方方，不不不不仅仅仅仅电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数非非非非常常常常高高高高，而而而而且且且且变变变变化化化化非非非非常常常常大大大大。这这这这也说明了煤岩体的加速破坏。也说明了煤岩体的加速破坏。也说明了煤岩体的加速破坏。也说明了煤岩体的加速破

108、坏。 3 3）煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体的的的的冲冲冲冲击击击击破破破破坏坏坏坏与与与与电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射有有有有关关关关。在在在在煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体发发发发生生生生冲冲冲冲击击击击破破破破坏坏坏坏前前前前，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅幅幅幅值值值值突突突突然然然然增增增增大大大大，脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数也非常高，变化非常大。也非常高，变化非常大。也非常高，变化非常大。也非常高，变化非常大。 4 4）电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射可可可可测测测测煤煤煤煤炮炮炮炮的的的的发发发发生生生生。其其其其特特特特征征征征是是是是，发发发发生生生生煤煤煤煤炮炮炮炮时时时

109、时，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅幅幅幅值值值值突突突突然然然然有有有有一一一一高高高高峰峰峰峰，脉脉脉脉冲冲冲冲数数数数也也也也是是是是。而而而而不不不不象象象象支支支支承承承承压压压压力力力力区区区区，在在在在电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射所所所所测测测测时时时时间间间间段段段段内内内内，幅幅幅幅值值值值都高。都高。都高。都高。 5 5）电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射可可可可反反反反映映映映工工工工作作作作面面面面的的的的来来来来压压压压规规规规律律律律。顶顶顶顶板板板板断断断断裂裂裂裂，老老老老顶顶顶顶来来来来压压压压的的的的信信信信息息息息是是是是通通通通过过过过煤煤煤

110、煤层层层层反反反反映映映映到到到到磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射仪仪仪仪的的的的。工工工工作作作作面面面面顶顶顶顶板板板板断断断断裂裂裂裂，老老老老顶顶顶顶来来来来压压压压的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值变变变变化化化化有有有有其其其其自自自自身身身身的的的的规规规规律律律律。在在在在电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射所所所所测测测测时时时时间间间间段段段段内内内内，若若若若顶顶顶顶板板板板处处处处于于于于断断断断裂裂裂裂发发发发展展展展状状状状态态态态，则则则则其其其其幅幅幅幅值值值值变变变变化化化化很很很很大大大大，由由由由低低低低到到到到高高高高，呈呈呈呈强强强强烈烈烈烈的的的的

111、振振振振荡荡荡荡状状状状态态态态。在在在在巷巷巷巷道道道道中中中中顶顶顶顶板板板板来来来来压压压压、断断断断裂裂裂裂的的的的区区区区域域域域，电电电电磁磁磁磁辐射值明显高于其他区域。辐射值明显高于其他区域。辐射值明显高于其他区域。辐射值明显高于其他区域。 6 6）电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射可可可可预预预预测测测测预预预预报报报报冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压。从从从从诱诱诱诱发发发发和和和和发发发发生生生生的的的的冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压前前前前后后后后电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射变变变变化化化化情情情情况况况况看看看看，有有有有这这这这样样样样的的的的规规规规律律律律，即

112、即即即冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压发发发发生生生生前前前前的的的的一一一一段段段段时时时时间间间间，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值较较较较高高高高，之之之之后后后后有有有有一一一一段段段段时时时时间间间间相相相相对对对对较较较较低低低低，但但但但这这这这段段段段时时时时间间间间内内内内，其其其其电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值均均均均达达达达到到到到、接接接接近近近近或或或或超超超超过过过过临临临临界界界界值值值值，之之之之后后后后发发发发生生生生冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压。也也也也就就就就是是是是说说说说，冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压发发发发生生生生前前前前的

113、的的的一一一一段段段段时时时时间间间间，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射连连连连续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。77）电磁辐射可检验卸压爆破的效果。即在卸压）电磁辐射可检验卸压爆破的效果。即在卸压）电磁辐射可检验卸压爆破的效果。即在卸压）电磁辐射可检验卸压爆破的效果。即在卸压爆爆爆爆破破破破前前前前，若若若若所所所所测测测测的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射幅幅幅幅值值值值高高高高，说说说说明明明明煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体所所所所受受受受的的的的

114、应应应应力力力力高高高高，其其其其中中中中聚聚聚聚积积积积有有有有大大大大量量量量的的的的弹弹弹弹性性性性能能能能。如如如如果果果果卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破后后后后，电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值有有有有了了了了明明明明显显显显的的的的下下下下降降降降，说说说说明明明明应应应应力力力力有有有有了了了了降降降降低低低低，能能能能量量量量得得得得到到到到了了了了释释释释放放放放；如如如如果果果果卸卸卸卸压压压压爆爆爆爆破破破破后后后后电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射值值值值没没没没有有有有明明明明显显显显的的的的变变变变化化化化，甚甚甚甚至至至至有有有有所所所所上上上上升升升升，

115、则则则则说说说说明明明明煤煤煤煤岩岩岩岩体体体体中中中中的的的的弹弹弹弹性性性性能能能能没没没没有有有有得得得得到到到到释释释释放放放放，而而而而且且且且应应应应力力力力更更更更加加加加集集集集中中中中，更更更更容容容容易易易易发发发发生生生生冲冲冲冲击击击击矿压。矿压。矿压。矿压。7.7冲击矿压动力危险预测冲击矿压动力危险预测7.7.17.7.1测点的布置测点的布置测点的布置测点的布置因为采场周围的应力分布是不均匀的。有的地点，因为采场周围的应力分布是不均匀的。有的地点，因为采场周围的应力分布是不均匀的。有的地点，因为采场周围的应力分布是不均匀的。有的地点，应力集中程度小一些，而有些地点，应

116、力集中程度就应力集中程度小一些，而有些地点，应力集中程度就应力集中程度小一些，而有些地点，应力集中程度就应力集中程度小一些，而有些地点，应力集中程度就高一些。观测点的布置原则是既要监测工作面的区域，高一些。观测点的布置原则是既要监测工作面的区域，高一些。观测点的布置原则是既要监测工作面的区域，高一些。观测点的布置原则是既要监测工作面的区域，又要监测两巷。而应力集中程度高的区域，则是重点又要监测两巷。而应力集中程度高的区域，则是重点又要监测两巷。而应力集中程度高的区域，则是重点又要监测两巷。而应力集中程度高的区域，则是重点图图图图7-317-31电磁辐射探头布置示意图电磁辐射探头布置示意图电磁辐

117、射探头布置示意图电磁辐射探头布置示意图防治区域，对于重点区域，要多布置一些测点。故测防治区域，对于重点区域，要多布置一些测点。故测防治区域，对于重点区域，要多布置一些测点。故测防治区域，对于重点区域，要多布置一些测点。故测线间距可定为线间距可定为线间距可定为线间距可定为1010mm，如图如图如图如图7-317-31所示。这样可覆盖全部危所示。这样可覆盖全部危所示。这样可覆盖全部危所示。这样可覆盖全部危险区域。险区域。险区域。险区域。7.7.2冲击矿压危险状态确定冲击矿压危险状态确定1 1） 危险性等级的划分危险性等级的划分危险性等级的划分危险性等级的划分 根根根根据据据据冲冲冲冲击击击击矿矿矿

118、矿压压压压发发发发生生生生的的的的原原原原因因因因，冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压的的的的预预预预测测测测预预预预报报报报、危危危危险险险险性性性性评评评评价价价价及及及及冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压的的的的治治治治理理理理，通通通通过过过过统统统统计计计计、模模模模糊糊糊糊数数数数学学学学等等等等的的的的分分分分析析析析研研研研究究究究，可可可可以以以以对对对对冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压的的的的危危危危险险险险程程程程度度度度按按按按冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险状状状状态态态态等等等等级级级级评评评评定定定定的的的的电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射法法法法定定

119、定定量量量量化化化化的的的的分分分分为为为为五五五五级级级级，见表见表见表见表7-197-19。下面作一具体说明并附有关对策：。下面作一具体说明并附有关对策：。下面作一具体说明并附有关对策：。下面作一具体说明并附有关对策： A A无无无无冲冲冲冲击击击击危危危危险险险险。冲冲冲冲击击击击矿矿矿矿压压压压危危危危险险险险状状状状态态态态等等等等级级级级评评评评定定定定综综综综合指数合指数合指数合指数Wt0.3Wt0.95Wt0.95。冲击矿压危险等冲击矿压危险等冲击矿压危险等冲击矿压危险等级级级级 井巷中冲击矿压危险井巷中冲击矿压危险井巷中冲击矿压危险井巷中冲击矿压危险状态状态状态状态 冲击矿压

120、危险指数冲击矿压危险指数冲击矿压危险指数冲击矿压危险指数 AA无冲击危险无冲击危险无冲击危险无冲击危险 0.30.950.95 表表表表7-17-1电磁辐射法确定冲击矿压危险状态的分级表电磁辐射法确定冲击矿压危险状态的分级表电磁辐射法确定冲击矿压危险状态的分级表电磁辐射法确定冲击矿压危险状态的分级表2 2） 危险性等级的确定危险性等级的确定危险性等级的确定危险性等级的确定 由由由由第第第第三三三三章章章章可可可可知知知知，煤煤煤煤岩岩岩岩变变变变形形形形破破破破坏坏坏坏的的的的 （t t）、w w（t t）与与与与电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射的的的的幅幅幅幅值值值值、脉脉脉脉冲冲冲冲数数数

121、数或或或或声声声声发发发发射射射射的的的的事事事事件件件件数数数数成成成成正正正正比比比比，则则则则采采采采用用用用电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射方方方方法法法法确确确确定定定定煤煤煤煤岩岩岩岩破破破破坏坏坏坏的的的的危危危危险险险险性性性性同同同同样样样样可可可可采采采采用用用用式式式式（3-663-66d d）的的的的方方方方式式式式，其其其其中中中中N Nl l为为为为临临临临界界界界值值值值，N N0 0为为为为初初初初始始始始值。值。值。值。(7-13)(7-13)3 3） 幅值确定冲击危险程度幅值确定冲击危险程度幅值确定冲击危险程度幅值确定冲击危险程度根据实验室研究及现场研究测定

122、、理论分析，我根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，我根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，我根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，我们可知：们可知：们可知：们可知： 煤试样在发生冲击性破坏以前，电磁辐射强煤试样在发生冲击性破坏以前，电磁辐射强煤试样在发生冲击性破坏以前，电磁辐射强煤试样在发生冲击性破坏以前，电磁辐射强度一般在某个值以下，而在冲击破坏时，电磁辐射度一般在某个值以下，而在冲击破坏时，电磁辐射度一般在某个值以下，而在冲击破坏时，电磁辐射度一般在某个值以下，而在冲击破坏时，电磁辐射强度突然增加。强度突然增加。强度突然增加。强度突然增加。 冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值较冲

123、击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值较冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值较冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射值较高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内，其电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生冲击矿压。也就是说，冲击矿压发生前的一段时间，冲击矿压。也就是说，冲击矿压发生前的一段时间，冲击矿压。也就是说，冲击矿压发生前的一段时间

124、，冲击矿压。也就是说，冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈电磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈电磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈电磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。增长趋势。增长趋势。增长趋势。 煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成正比。

125、正比。正比。正比。根据上述规律，可采用电磁辐射的幅值确定冲击根据上述规律，可采用电磁辐射的幅值确定冲击根据上述规律，可采用电磁辐射的幅值确定冲击根据上述规律，可采用电磁辐射的幅值确定冲击矿压的危险程度：矿压的危险程度：矿压的危险程度：矿压的危险程度：式中：式中：式中：式中：E E1 1为为为为2 2minmin之内的平均幅值。之内的平均幅值。之内的平均幅值。之内的平均幅值。a,ba,b为系数。对为系数。对为系数。对为系数。对于徐州矿务集团三河尖矿的于徐州矿务集团三河尖矿的于徐州矿务集团三河尖矿的于徐州矿务集团三河尖矿的72047204工作面来说，其电磁工作面来说，其电磁工作面来说，其电磁工作面

126、来说，其电磁辐射幅值的临界值为辐射幅值的临界值为辐射幅值的临界值为辐射幅值的临界值为6060mVmV，则系数则系数则系数则系数a=0,b=120a=0,b=120。(7-14)(7-14)44）脉冲数确定冲击危险程度）脉冲数确定冲击危险程度）脉冲数确定冲击危险程度）脉冲数确定冲击危险程度同样，根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，同样，根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，同样，根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，同样，根据实验室研究及现场研究测定、理论分析，我们可知：我们可知：我们可知：我们可知：煤岩体电磁辐射的脉冲数随着载荷的增大及煤岩体电磁辐射的脉冲数随着载荷的增大及煤岩体电磁辐

127、射的脉冲数随着载荷的增大及煤岩体电磁辐射的脉冲数随着载荷的增大及变形破裂过程的增强而增大。载荷越大，加载速率越变形破裂过程的增强而增大。载荷越大，加载速率越变形破裂过程的增强而增大。载荷越大，加载速率越变形破裂过程的增强而增大。载荷越大，加载速率越大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。大，煤体的变形破裂越强烈，电磁辐射信号也越强。在冲击矿压发生以前，电磁辐射仪测到了脉在冲击矿压发生以前，电磁辐射仪测到了脉在冲击矿压发生以前，电磁辐射仪测到了脉在冲击矿压发生以前，电磁辐射仪测到了脉冲数和其幅值的连

128、续增长，反映了煤岩破坏发展、发冲数和其幅值的连续增长，反映了煤岩破坏发展、发冲数和其幅值的连续增长，反映了煤岩破坏发展、发冲数和其幅值的连续增长，反映了煤岩破坏发展、发生的过程。其规律是冲击矿压发生前的一段时间，电生的过程。其规律是冲击矿压发生前的一段时间，电生的过程。其规律是冲击矿压发生前的一段时间，电生的过程。其规律是冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长磁辐射连续增长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。趋势。趋势。趋势。煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发煤

129、岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发煤岩体的损伤速度与电磁辐射脉冲数、声发射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成正射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成正射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成正射事件数成正比，与瞬间释放的能量、变形速度成正比。比。比。比。根据上述规律，可采用电磁辐射的脉冲数确定的根据上述规律，可采用电磁辐射的脉冲数确定的根据上述规律，可采用电磁辐射的脉冲数确定的根据上述规律，可采用电磁辐射的脉冲数确定的危险性：危险性：危险性：危险性：式中：式中：式中：式中：E E2 2为为为为2 2minmin之内的每间隔之内的每间隔之

130、内的每间隔之内的每间隔1010secondsecond中脉冲数中脉冲数中脉冲数中脉冲数的增量最大值，的增量最大值，的增量最大值，的增量最大值，c,dc,d为常数。对于徐州矿务集团三河为常数。对于徐州矿务集团三河为常数。对于徐州矿务集团三河为常数。对于徐州矿务集团三河尖矿的尖矿的尖矿的尖矿的72047204工作面来说，工作面来说，工作面来说，工作面来说，c=0,d=4c=0,d=4。式中：式中：式中：式中：f fi i为初始的脉冲数，为初始的脉冲数，为初始的脉冲数，为初始的脉冲数，f fi i+1+1为为为为1010secondsecond后的脉冲数。后的脉冲数。后的脉冲数。后的脉冲数。(7-(7-16)16)(7-(7-15)15)(7-17)(7-17)因此，电磁辐射法确定的冲击矿压危险性为：因此，电磁辐射法确定的冲击矿压危险性为：因此，电磁辐射法确定的冲击矿压危险性为：因此，电磁辐射法确定的冲击矿压危险性为：