Введение
1. Обзор и анализ исследований в области разработки методов и средств прогнозирования газодинамических явлений при разработке угольных пластов подземным способом 10
1.1. Газодинамические явления, как объект исследований, и их особенности на угольных шахтах России и стран СНГ 10
1.2. Горные удары как объект исследований, и их особенности на угольных шахтах России и стран СНГ 12
1.3. Прогноз гео- и газодинамических явлений экспресс - методами 14
1.4. Способы автоматического текущего прогноза выбросоопасности 21
1.5. Акустический контроль состояния призабойной области угольного пласта 27
1.5.1. Физические основы метода активного акустического контроля опасности ГДЯ 32
1.5.2. Спектральный состав сейсмоакустических колебаний 33
1.6. Анализ нормативных методов прогноза опасности внезапных выбросов угля (породы) и газа, применяемых на шахтах Российской Федерации 37
1.7. Выводы и постановка задач исследований 40
2. Спектрально-акустический контроль изменения напряженного состояния призабойной области угольного пласта 44
2.1. Формировании напряженного состояния и процессов разрушения призабойной области угольных пластов 44
2.2. Обобщенные сейсмогеологические свойства угольных пластов и вмещающих пород. Выбор и обоснование объектов исследований 49
2.3. Исследования акусто-вибрационных процессов углепородного массива в зонах ведения горных работ 56
2.4. Исследование энергетических и спектральных характеристик колебательных процессов угольного пласта и вмещающих пород при проходке горных выработок 68
2.5. Влияние нарушенности на спектральные и амплитудные характеристики колебаний углепородного массива в зоне горных работ 74
2.6. Информативные параметры акусто-вибрационных процессов в зонах ведения горных работ при подземной разработке угольных месторождений 82
2.7. Выводы 86
3. Исследование акусто-вибрационных процессов в призабойной области угольного пласта и разработка комплекса критериев прогнозирования изменения напряженного состояния 89
3.1 Амплитудно-частотные спектры колебаний углепородного массива в призабойной зоне, формируемые взрывными работами. 89
3.2 Амплитудно-частотные спектры колебаний, формируемых импульсами при геомеханических разрушениях в призабойной зоне углепородного массива . 94
3.3 Контроль, анализ и прогноз выбросоопасности по амплитудно-частотным спектрам при проходке штрека 370 бис по пласту XXVII (ш. Первомайская, ОАО «Кузбассуголь») 97
3.4. Выводы 101
4. Конструкторская разработка основных узлов модульной цифровой аппаратуры (акавп) автоматизированного прогнозирования безопасности горных работ по горным ударам и внезапным выбросам на шахтах 103
4.1. Необходимость разработки 103
4.2. Предъявляемые технические требования 104
4.3. Основные технические характеристики разработанного опытного образца 107
4.4. Основные характеристики измерительного тракта 108
4.5. Методика измерения электрических характеристик усилителей 112
4.6. Предварительные стендовые испытания 114
4.7. Методика проведения испытаний и полученные результаты 116
4.8. Программный комплекс автоматизированного прогнозирования изменения напряженного состояния углепородного массива при горных работах 119
4.9. Выводы 129
5. Методика автоматизированного прогноза изменения напряженного состояния углепородного массива при горных работах 131
5.1. Общие положения 131
5.2. Методические указания по автоматизированному прогнозу опасности изменения напряженного состояния углепородного массива в шахтах 135
Заключение 141
Литература 143
