(高清版)GBT 25217.8-2021 沖擊地壓測定、監(jiān)測與防治方法 第8部分：電磁輻射監(jiān)測方法

ICS73.040第8部分：電磁輻射監(jiān)測方法Methodsfortest,monitoringand國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T25217.8—2021-—第4部分：微震監(jiān)測方法；—第5部分：地音監(jiān)測方法；——第7部分：采動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測方法；——第8部分：電磁輻射監(jiān)測方法； ——第10部分：煤層鉆孔卸壓防治方法；——第12部分：開采保護(hù)層防治方法；--—第13部分：頂板深孔爆破防治方法；——第14部分：頂板水壓致裂防治方法。本部分為GB/T25217的第8部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。1GB/T25217.8—2021第8部分：電磁輻射監(jiān)測方法GB/T25217的本部分規(guī)定了煤礦沖擊地壓電磁輻射監(jiān)測方法所涉及的監(jiān)測儀器與監(jiān)測要求、監(jiān)本部分適用于煤礦沖擊地壓電磁輻射監(jiān)測。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB3836.1—2010爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求GB3836.4—2010爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1煤巖體受載或變形破裂過程中伴隨產(chǎn)生的以電磁波或電磁脈沖形式向外輻射能量的過程或現(xiàn)象。3.2電磁輻射強(qiáng)度electromagneticradiationintensity煤巖體變形破裂產(chǎn)生電磁輻射信號的幅值大小。3.3電磁輻射脈沖數(shù)electromagneticradiationpulsenumber單位時(shí)間內(nèi)煤巖體變形破裂產(chǎn)生的電磁輻射信號脈沖的個(gè)數(shù)。注：電磁輻射脈沖數(shù)簡稱電磁脈沖。3.4結(jié)果顯示及危險(xiǎn)性報(bào)警功能的便攜式儀器。3.52GB/T25217.8—20213.6明有沖擊地壓危險(xiǎn)性。監(jiān)測區(qū)域內(nèi)電磁輻射出現(xiàn)持續(xù)或波動(dòng)式增長(或下降)趨勢，電磁輻射監(jiān)測指標(biāo)值與趨勢初始值之差與趨勢初始值比值的百分比。3.8用于判定監(jiān)測區(qū)域內(nèi)是否有沖擊危險(xiǎn)性的電磁輻射監(jiān)測指標(biāo)趨勢變化率的臨界值，當(dāng)監(jiān)測指標(biāo)趨勢變化率超過該值，表明有沖擊地壓危險(xiǎn)性。3.9監(jiān)測區(qū)域內(nèi)電磁輻射出現(xiàn)持續(xù)或波動(dòng)式增長(或下降)過程的時(shí)間。3.10由機(jī)電設(shè)備等引起電磁輻射監(jiān)測指標(biāo)異常的信號或現(xiàn)象。3.11增益gain天線最強(qiáng)輻射方向的強(qiáng)度與參考天線的強(qiáng)度之比的對數(shù)值。4監(jiān)測儀器與監(jiān)測要求a)天線具有定向測試(監(jiān)測)和濾噪功能；a)電磁輻射強(qiáng)度動(dòng)態(tài)范圍：0～500mV,分辨率不低于1mV;b)電磁輻射脈沖數(shù)動(dòng)態(tài)范圍：0～5000,分辨率不低于1。a)具有儀器參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)通信及圖表顯示功能；b)具有數(shù)據(jù)處理、區(qū)域性分析和趨勢性分析功能；c)采用臨界值法與趨勢法相結(jié)合進(jìn)行沖擊地壓危險(xiǎn)性預(yù)警。GB/T25217.8—2021c)監(jiān)測頻率范圍：1kHz～500kHz,30Hz～1kHz;d)監(jiān)測有效范圍：1kHz～500kHz,7m～50m;30Hz～1kHz,100m～300m;4.2.3電磁輻射監(jiān)測及分析預(yù)警軟件：a)具有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)通信及圖表顯示功能；b)具有電磁干擾信號分析與自動(dòng)濾除功能；c)具有數(shù)據(jù)處理、區(qū)域性分析、趨勢性分析和危險(xiǎn)性自動(dòng)報(bào)警等功能；d)采用臨界值法與趨勢法相結(jié)合進(jìn)行沖擊地壓危險(xiǎn)性自動(dòng)預(yù)警；e)具有系統(tǒng)故障識別及提示功能。4.3電磁輻射監(jiān)測要求使用電磁輻射儀器監(jiān)測，要滿足如下要求：a)電磁輻射監(jiān)測儀器符合GB3836.1—2010和GB3836.4—2010的要求，具備防爆合格證和礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書；b)便攜式電磁輻射監(jiān)測儀和電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)定期校準(zhǔn)；c)采用電磁輻射監(jiān)測預(yù)警沖擊地壓危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測范圍及危險(xiǎn)程度，合理選擇便攜式電磁輻射監(jiān)測儀或電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)；d)應(yīng)優(yōu)先選擇安裝電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行多區(qū)域、多點(diǎn)電磁輻射實(shí)時(shí)監(jiān)測。5監(jiān)測方法5.1移動(dòng)式監(jiān)測5.1.1掘進(jìn)工作面測點(diǎn)布置方式5.1.1.2在掘進(jìn)巷道需要監(jiān)測的區(qū)域一幫或兩幫布置測點(diǎn)，測點(diǎn)間距為5m～20m,具體可根據(jù)監(jiān)測區(qū)域所在煤層厚度確定，一般薄煤層為5m,中厚煤層為10m,厚及特厚煤層為20m;巷道中有受構(gòu)造或煤柱等影響的區(qū)域時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)增加測點(diǎn)。34天線天線天線朝向天線天線a)左前方b)正前方c)右側(cè)右前方與左前方方向?qū)ΨQ左側(cè)與右側(cè)方向?qū)ΨQ圖1掘進(jìn)工作面電磁輻射移動(dòng)式測點(diǎn)布置圖5.1.2回采工作面測點(diǎn)布置方式5.1.2.1以開切眼或停采線為基準(zhǔn)點(diǎn)，在回采工作面巷道內(nèi)采動(dòng)應(yīng)力集中影響區(qū)或其他可能的危險(xiǎn)區(qū)，5.1.2.2在回采工作面內(nèi)測試沖擊地壓危險(xiǎn)性時(shí)，從上端頭或下端頭開始順序布置測點(diǎn)，按順序進(jìn)行測試。5.1.2.3測點(diǎn)間距為5m～20m,一般薄煤層為5m,中厚煤層為10m,厚及特厚煤層為20m;巷道中有受構(gòu)造或煤柱等影響的區(qū)域時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)增加測點(diǎn)。有效監(jiān)測范圍巷道5m-20m5監(jiān)測儀接收天線監(jiān)測儀測點(diǎn)間距圖2巷道或回采工作面電磁輻射移動(dòng)式測點(diǎn)布置圖5.2在線式監(jiān)測5.2.1掘進(jìn)工作面電磁輻射傳感器布置方式5.2.1.1監(jiān)測掘進(jìn)工作面的沖擊危險(xiǎn)性時(shí)，需要在掘進(jìn)工作面布置電磁輻射傳感器，傳感器距工作面5m～15m(見圖3),應(yīng)隨著掘進(jìn)進(jìn)尺而定期前移，使傳感器距掘進(jìn)工作面始終保持在前5m～15m范圍5.2.1.2在掘進(jìn)巷道需要監(jiān)測的區(qū)域布置傳感器，傳感器間距為40m～60m;巷道中有受構(gòu)造或煤柱等影響的區(qū)域時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)增加傳感器或縮小傳感器間距；天線與巷道壁傾斜呈巷道GB/T25217.8—2021巷道煤層監(jiān)測范圍掘進(jìn)方向圖3掘進(jìn)工作面電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)布置圖5.2.2回采工作面電磁輻射傳感器布置方式5.2.2.1在回采工作面巷道內(nèi)采動(dòng)應(yīng)力集中影響區(qū)或其他可能的危險(xiǎn)區(qū)，布置電磁輻射傳感器，傳感器間距為40m～60m(見圖4);巷道中有受構(gòu)造或煤柱等影響的區(qū)域時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)增加傳感器或縮小傳感器間距。5.2.2.2隨著回采工作面的推進(jìn)，電磁輻射傳感器距工作面煤壁小于5m時(shí)應(yīng)后移一次，移動(dòng)至距工作面煤壁20m～30m處。5.2.2.3天線與巷道壁傾斜呈30°夾角，開口朝向被監(jiān)測煤體區(qū)域中心，縫槽朝向煤壁或頂?shù)装?，避開電纜等干擾。56GB/T25217.8—2021中心機(jī)分站分站3分站4媒體分新1采空兇圖4回采工作面及巷道電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)布置圖6監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄與處理6.1數(shù)據(jù)獲取與記錄6.1.1移動(dòng)式監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取與記錄移動(dòng)式電磁輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)通過人工測試、計(jì)算機(jī)通信獲取，其日常監(jiān)測需填寫監(jiān)測記錄表(見附錄A中的表A.1),并注明干擾情況。6.1.2在線式監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取與記錄在線式電磁輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)由電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和分析，其日常監(jiān)測需填寫監(jiān)測記錄表(見表A.2),并注明干擾情況等。6.2分析指標(biāo)沖擊地壓危險(xiǎn)性電磁輻射監(jiān)測以電磁強(qiáng)度作為主要分析指標(biāo)，電磁脈沖作為輔助分析指標(biāo)，當(dāng)電磁強(qiáng)度變化不明顯且整體值偏高時(shí)，應(yīng)分析電磁脈沖。技術(shù)人員應(yīng)每天制作周期性的電磁輻射變化圖和電磁輻射分布圖，數(shù)據(jù)分析周期至少為7d,具體應(yīng)根據(jù)該礦沖擊地壓危險(xiǎn)性的電磁輻射異常持續(xù)時(shí)間確定。76.4電磁干擾處理軟件通過特征分析和趨勢分析對電磁干擾信號進(jìn)行自動(dòng)濾除。6.5日報(bào)表移動(dòng)式和在線式電磁輻射監(jiān)測每天均應(yīng)填寫日報(bào)表(見表A.3)。7沖擊危險(xiǎn)性電磁輻射預(yù)警7.1預(yù)警方法沖擊地壓危險(xiǎn)性電磁輻射預(yù)警方法包括臨界值法和趨勢法。7.2臨界值法7.2.1臨界值分析各礦井應(yīng)根據(jù)煤巖電磁輻射水平、具體的地質(zhì)及采礦條件，確定電磁輻射臨界預(yù)警值。7.2.2臨界預(yù)警值的確定7.2.2.1未確定電磁強(qiáng)度臨界預(yù)警值時(shí)，可參考式(1)確定電磁強(qiáng)度的臨界預(yù)警值。Ec=KeEAw (1)Ec——煤巖體具有沖擊危險(xiǎn)性的電磁強(qiáng)度臨界預(yù)警值，單位為毫伏(mV);EAve——在無沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域，移動(dòng)式測試或在線式監(jiān)測n(n>7)天的電磁強(qiáng)度平均值，單位為7.2.2.2未確定電磁脈沖臨界預(yù)警值時(shí)，可參考式(2)確定電磁脈沖的臨界預(yù)警值。Nc=KnNAve (2)Nc———煤巖體具有沖擊危險(xiǎn)性的電磁脈沖臨界預(yù)警值；在無沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域，移動(dòng)式測試或在線式監(jiān)測n(n>7)天的電磁脈沖平均值；7.3趨勢法7.3.1趨勢性分析7.3.1.1通過分析同一測點(diǎn)或同一區(qū)域的電磁輻射監(jiān)測指標(biāo)隨時(shí)間的變化規(guī)律，并判定是否具有持續(xù)或波動(dòng)式增長(或下降)趨勢；數(shù)據(jù)分析周期至少為7d,具體應(yīng)根據(jù)該礦沖擊地壓危險(xiǎn)性的電磁輻射異常持續(xù)時(shí)間確定。7.3.1.2當(dāng)電磁強(qiáng)度或電磁脈沖出現(xiàn)持續(xù)或波動(dòng)式增長(或下降)時(shí)，判定為在△T=t?-t?時(shí)間內(nèi)具有單調(diào)持續(xù)變化趨勢。7.3.1.3當(dāng)計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)判定電磁強(qiáng)度出現(xiàn)持續(xù)或波動(dòng)式增長(或下降)后，按式(3)計(jì)算電磁強(qiáng)度的趨勢變化率ηE。8GB/T25217.8—2021式中：E?——趨勢開始t?時(shí)刻的電磁強(qiáng)度平均值，單位為毫伏(mV);E?——趨勢判定時(shí)t?時(shí)刻的電磁強(qiáng)度平均值，單位為毫伏(mV)。7.3.1.4當(dāng)計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)判定電磁脈沖出現(xiàn)持續(xù)或波動(dòng)式增長(或下降)后，按式(4)計(jì)算電磁脈沖的趨勢變化率ηN?！?4)式中：N?——趨勢開始t?時(shí)刻的電磁脈沖平均值；N?———趨勢判定時(shí)t?時(shí)刻的電磁脈沖平均值。7.3.2趨勢預(yù)警值的確定7.3.2.1各礦應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)及采礦條件、礦壓及電磁輻射變化規(guī)律，確定電磁強(qiáng)度或電磁脈沖相應(yīng)的趨勢變化率的趨勢預(yù)警值ηc和最小持續(xù)時(shí)間尺度Tc。7.4區(qū)域性分析通過分析同一時(shí)間段內(nèi)不同測點(diǎn)的電磁輻射監(jiān)測指標(biāo)的區(qū)域性分布規(guī)律，判定電磁輻射異常區(qū)域。7.5沖擊危險(xiǎn)性判定與預(yù)警7.5.1危險(xiǎn)性判定監(jiān)測區(qū)域具有下列情況之一時(shí)，判定該區(qū)域具有沖擊地壓危險(xiǎn)性，需進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性預(yù)警或提示：a)同一區(qū)域內(nèi)連續(xù)兩個(gè)及以上測點(diǎn)的電磁強(qiáng)度或電磁脈沖的平均值超過臨界值，E≥Ec或N≥Nc;b)電磁強(qiáng)度或電磁脈沖具有明顯的持續(xù)增強(qiáng)趨勢，接近臨界預(yù)警值，且其趨勢變化率超過趨勢c)某一區(qū)域電磁強(qiáng)度或電磁脈沖明顯增長到近期內(nèi)的極大值后下降過程中，|ηl≥ηc且T≥Tc,特別是明顯持續(xù)增長到近期內(nèi)的極大值后下降到近期內(nèi)的最小值，為最危險(xiǎn)狀況；d)在確認(rèn)無干擾、干擾較小或無故障的情況下，電磁強(qiáng)度或電磁脈沖強(qiáng)烈變化，且變化幅度超過趨勢預(yù)警值。7.5.2危險(xiǎn)性預(yù)警軟件發(fā)出預(yù)警提示，技術(shù)人員應(yīng)查看并分析監(jiān)測數(shù)據(jù)分布規(guī)律及變化趨勢，并進(jìn)一步結(jié)合地質(zhì)與采礦資料、礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，考慮其他監(jiān)測方法及監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，確認(rèn)有危險(xiǎn)時(shí)，發(fā)出沖擊地壓危險(xiǎn)性預(yù)警。9GB/T25217.8—2021(規(guī)范性附錄)電磁輻射監(jiān)測記錄與報(bào)表表A.1～表A.3給出了電磁輻射監(jiān)測所需要的記錄表和日報(bào)表。其中：表A.1適用于移動(dòng)式電磁輻射日常每天或者每個(gè)班次監(jiān)測，表A.2適用于在線式電