煤炭学报

作者：宋大钊, 何学秋, 韦梦菡, 娄全, 刘洋,

关键词：煤岩破坏, 电磁辐射, 定位, 监测预警, 矢量特征, 场源模型,

煤岩电磁辐射技术作为一种无损、实时、非接触、前兆性强的地球物理监测方法，在煤岩结 构稳定性及应力状态评估、煤岩动力灾害监测预警中发挥了重要作用。 然而，当前该技术主要通过 电磁前兆信号时序变化预警煤岩动力灾害，不能实现对灾害孕灾区域的定位，无法指导防治措施精 准实施，从而制约了该技术的发展应用。 对此，围绕煤岩破坏电磁辐射定位技术方法开展了系统研 究。 基于磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应，研发了新型电磁矢量传感器，传感器在三轴方向上具 有显著的独立性，互不干扰，对夹角余弦的响应表现出高线性度，为煤岩破坏电磁辐射定位奠定了 基础，揭示了煤岩破坏电磁辐射的矢量特性。 三分量电磁信号在时域上同步到达，波形存在明显差 异，频域上信号主频一致，幅频分布相似，可视为主破裂产生的电磁场在 3 个方向上的分量。 基于 煤岩破坏发生时电荷分离、运动的过程，建立了等效的电磁辐射场源模型和煤岩破坏电磁辐射定位 方程，并进行了数值模拟和实验验证，定位效果理想。 研究成果是煤岩电磁辐射监测技术领域的原 始创新，初步将该技术从预测“危险是否会发生?”拓展到预测“危险将在何处发生?” 。 研究旨在 推动煤矿动力灾害监测预警技术装备的升级与创新，为我国煤矿智能化发展提供支撑。

来源：2022年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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