急斜煤层预爆破顶煤裂隙光学测定技术与应用

"急斜煤层预爆破顶煤裂隙特征钻孔光学测定 (2011年)" 本文主要探讨了在急斜煤层开采中，如何利用钻孔光学测定技术来研究预爆破后的顶煤裂隙特征，旨在提高煤炭开采的安全性。作者们基于数字图像相关方法（Digital Image Correlation, DIC）的光学测量手段，对煤岩裂隙进行了深入研究。 在实际应用中，研究人员采用了室内光学测试技术，并改进了煤岩损伤与裂隙的现场声光电综合测试装置。他们以碱沟煤矿+564米水平B3+6急倾斜煤层的工作面为案例，对超前预爆破后的顶煤裂隙进行了测定。通过这些技术，可以定量分析顶煤裂隙的数量、尺寸以及倾角，进一步确定裂隙的方位，这对于理解煤层的结构特性和预防开采过程中的安全隐患至关重要。 煤岩体的结构复杂，通常由节理和裂隙等不连续面构成。过去的研究中，声发射、声波、光纤传感和数字摄像技术已经在岩石力学和安全开采领域得到了广泛应用。然而，文中提到的钻孔光学测量方法能更直观地揭示煤岩体内部裂隙的细节，包括其发育情况、大小、角度和位置，有助于实时监测裂纹的扩展过程，预测煤岩的变形行为，从而为现场的离层和大变形监测提供有效数据。 在急斜煤层的高阶段综放开采中，局部结构的稳定性至关重要，因为它可能引发动力灾害。通过在神新公司碱沟煤矿的急斜煤层顶煤预爆破现场进行光学测试，研究者能够评估预爆破的效果，为优化开采工艺和确保安全生产提供依据。 数字图像相关方法是光学测定的核心，它通过对被测物体变形前后的图像进行相关运算，获取表面的变形场信息。在三维空间中，通过对变形前后的体图像进行计算，可以找到与原窗口相关系数最大的新位置，从而精确地追踪位移和变形的过程。 这项研究展示了钻孔光学测定技术在急斜煤层开采中的潜力，通过科学的裂隙特征分析，可以有效地提升煤炭开采的安全水平和效率。对于未来，这种技术可能被更广泛地应用于其他矿产资源的开采，以应对各种复杂的地质环境和开采挑战。