基于红外辐射时空演化的巷道岩爆实时预警方法实验研究

• 作者: 姚旭龙 孙林 张艳博 杨震 梁鹏 田宝柱
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩爆 红外辐射 时空演化 实时预警
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 页码范围: 299-307
• 页数: 9页
• 分类号: TD353
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2018.02.010

摘要

开展花岗岩巷道岩爆模拟实验,利用红外热像仪监测巷道岩爆全过程.分析岩爆过程中红外热像空间演化过程,引入统计学中方差理论,定量刻画岩爆过程温度场的时序演化特征.在此基础上,采用有限差分法,实时获取红外热像温度场分异速率,应用区间估计理论提取岩爆预警特征信号,建立岩爆实时预警方法.研究结果表明,岩爆过程和红外辐射时空演化存在对应关系:岩爆孕育阶段,红外温度场全局低温,无分异现象;颗粒弹射期,温度场开始出现高温集中,高、低温区域点状交替分布,温度场开始出现分异;片状剥离伴随颗粒混合弹射期,片状高温区域出现,随后高温区域短暂降温、扩散,分异程度急速上升后短暂下降;岩爆发生时,温度场内高温区域消失,分异程度骤降.基于温度场时序演化特征的量化研究,采用有限差分法实时获取温度场分异速率,将温度场稳定分异阶段分异速率数学期望置信度为0.99的置信区间上、下限设定为阈值,进行岩爆预警特征信号提取,将岩爆预警特征信号的第1次出现作为预警系统触发信号,建立基于红外时空演化的实时预警方法,为矿山灾害预警系统的建立提供理论指导.