光学与安全工程.docx
- 文档编号:27906503
- 上传时间:2023-07-06
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:25.64KB
光学与安全工程.docx
《光学与安全工程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光学与安全工程.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
光学与安全工程
磁学、光学、振动波
在安全工程专业的应用
一、磁学
磁学,是现代物理学的一个重要分支。
现代磁学是研究磁,磁场,磁材料,磁效应,磁现象及其实际应用的一门学科。
磁学和电学有着直接的联系。
经典磁学认为如同电荷一样,自然界中存在着独立的磁荷。
相同的磁荷互相排斥,不同的磁荷互相吸引。
而现代磁学则认为环形电流元是磁极产生的根本原因,相同的磁极互相排斥,不同的磁极互相吸引。
独立的磁荷是不存在的。
由于电子围绕原子核的运动,所有的物质都具有某种特别的磁学效应。
但是在自然界,铁,镍,钴等材料表现了很强的磁特性,所以磁学又被称为铁磁学。
1、经典磁学
法国物理学家库仑于1785年确立了静电荷间相互作用力的规律——库仑定律之后,又对磁极进行了类似的实验后证明:
同样的定律也适用于磁极之间的相互作用。
这就是经典磁学理论。
在磁场的经典理论中,一个最基本的公式就是一个单独的没有任何尺寸大小的磁极在磁场中所受到的作用力的公式。
但是和电场理论中的电荷的概念不一样,电场中的独立的正负电荷可以单独存在,而单独的正负磁极实际上是不存在的,磁极从来都是成对出现的。
正负磁极一般称为磁北极和磁南极。
为了避免这种理论上的困难,经典磁场理论认为一个非常细长的磁铁中的一个磁极则可以被近似地看着是一个单独的磁极。
根据这样一个假设,从而可以得出一个单独的磁极在磁场中所受到的力和磁极本身的强度成正比,和磁极所在地点的磁场强度成正比的关系式。
2、现代磁学
电磁理论
经典磁场理论中,绝大多数的公式都是正确的,并且也一直沿用至今,但是在整个理论中最根本的问题是它采用了一个实际上并不存在的所谓单独的磁极的假设。
这就是经典磁学理论中的所谓库伦方法的一个致命弱点。
丹麦物理学家奥斯特在1820年发现,一条通过电流的导线会使其近处静悬着的磁针偏转,显示出电流在其周围的空间产生了磁场,这是证明电和磁现象密切结合的第一个实验结果。
紧接着,法国物理学家安培等的实验和理论分析,阐明了载着电流的线圈所产生的磁场,以及电流线圈间相互作用着的磁力。
通过应用电流元产生磁场的方法,磁场理论中的很多概念和电场理论中的很多概念十分相近。
安培同时提出,铁之所以显现强磁性是因为组成铁块的分子内存在着永恒的电流环,这种电流没有像导体中电流所受到的那种阻力,并且电流环可因外来磁场的作用而自由地改变方向。
这种电流在后来的文献中被称为“安培电流”或分子电流。
洛伦兹公式
在电场和磁场的理论中,洛伦兹公式具有非常重要的意义,这个公式给出了一个运动中的电荷在电场和磁场中所受到的力的大小和方向。
磁场和电场有很多的相似点,但是它们有着根本的差别。
现代磁学理论
现代磁学理论中的主要概念包括:
磁场强度,磁感应强度,磁通量,磁化强度,磁矩,磁化率系数,磁势,磁阻,磁导等等。
3、电磁学
电磁学是研究电和磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。
根据近代物理学的观点,磁的现象是由运动电荷所产生的,因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容。
所以,电磁学和电学的内容很难截然划分,而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称。
电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于两个重要的实验发现,即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。
这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。
麦克斯韦电磁理论的重大意义,不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。
电子的发现,使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来,洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应,统一地解释了电、磁、光现象。
和电磁学密切相关的是经典电动力学,两者在内容上并没有原则的区别。
一般说来,电磁学偏重于电磁现象的实验研究,从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律;经典电动力学则偏重于理论方面,它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,研究电磁场分布,电磁波的激发、辐射和传播,以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题,也可以说,广义的电磁学包含了经典电动力学。
二、光学
光学是研究光(电磁波)的行为和性质,以及光和物质相互作用的物理学科。
传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。
光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用量子力学表达。
波动光学是光学中非常重要的组成部分,内容包括光的干涉、光的衍射、光的偏振等,无论理论还是应用都在物理学中占有重要地位。
粒子在光场或其他交变电场的作用下,产生振动的偶极子,发出次波。
用这样模型来说明光的吸收、色散、散射、磁光、电光等现象,甚至光的发射也是一般波动光学的内容。
电磁波理论应用到晶体称晶体光学。
光波波长约为3.9-7.6×10cm,一般的障碍物或孔隙都远大于此,因而通常都显示出光的直线传播现象。
这一时期,人们还发现了一些与光的波动性有关的光学现象,例如F.M.格里马尔迪首先发现光遇障碍物时将偏离直线传播,他把此现象起名为“衍射”。
胡克和R.玻意耳分别观察到现称之为牛顿环的干涉现象。
这些发现成为波动光学发展史的起点。
光的衍射
光的衍射是光的波动性的重要标志之一,光在传播过程中所呈现的衍射现象,进一步揭示了光的波动本性。
同时衍射也是讨论现代光学问题的基础。
波在传播中表现出衍射现象,既不沿直线传播而向各方向绕射的现象。
窗户内外的人,虽然彼此不相见,都能听到对方的说话声,这说明声波(机械波)能饶过窗户边缘传播。
水波也能绕过水面上的障碍物传播。
无线电波能绕过山的障碍,使山区也能接受到电台的广播。
这些现象表明,当波遇到障碍物时,它将偏离直线传播,这种现象叫做波的衍射。
光的传播
光的传播看来是沿直线进行的,遇到不透明的障碍物时,会投射出清晰的影子,粗看起来,衍射和直线传播似乎是彼此矛盾的现象。
光的干涉
光的干涉现象是几束光相互叠加的结果。
实际上即使是单独的一束光投射在屏上,经过精密的观察,也有明暗条纹花样出现。
例如把杨氏干涉实验装置中光阑上两个小孔之一遮蔽,使点光源发出的光通过单孔照射到屏上,仔细观察时,可看到屏上的明亮区域比根据光的直线传播所估计的要大得多,而且还出现明暗不均匀分布的照度。
光通过狭缝,甚至经过任何物体的边缘,在不同程度上都有类似的情况。
把一条金属细线(作为对光的障碍物)放在屏的前面,在影的中央应该是最暗的地方,实际观察到的却是亮的,这种光线绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影,并在屏幕上出现光强不均匀的分布的现象叫做光的衍射。
光的衍射现象的发现,与光的直线传播现象表现上是矛盾的,如果不能以波动观点对这两点作统一的解释,就难以确立光的波动性概念。
事实上,机械波也有直线传播的现象。
超声波就具有明显的方向性。
普通声波遇到巨大的障碍物时,也会投射清楚的影子,例如在高大墙壁后面就听不到前面的的声响。
在海港防波堤里面,巨大的海浪也不能到达。
微波一般也同样是以直线传播的。
衍射现象的出现与否,主要决定于障碍物线度和波长大小的对比。
只有在障碍物线度和波长可以比拟时,衍射现象才明显的表现出来。
声波的波长可达几十米,无线电波的波长可达几百米,它们遇到的障碍物通常总远小于波长,因而在传播途中可以绕过这些障碍物,到达不同的角度。
一旦遇到巨大的障碍物时,直线传播才比较明显。
超声波的波长数量级小的只有几毫米,微波波长的数量级也与此类似,通常遇到的障碍物都远较此为大,因而它们一般都可以看作是直线传播。
光波波长
光波波长约为3.9-7.6×10cm,一般的障碍物或孔隙都远大于此,因而通常都显示出光的直线传播现象。
一旦遇到与波长差不多数量级的障碍物或孔隙时,衍射现象就变的显著起来了。
与几何光学关系
与可见光传播相关联的电磁场,其特点是振动非常之快(频率数量级为10秒),或者说是波长非常短(数量级为10-15厘米)。
因此可以预期,在这种情况下,完全忽略波长的有限大小,可以得到光传播定律的良好一级近似。
人们发现,对很多光学问题而言,这样处理是完全适合的。
在光学中,可以忽略波长,即相当于λ0→0极限情况的这一分支,通常称为几何光学,因为在这种近似处理下,光学定律可以用几何学的语言来表述。
衍射现象的一个最简单的典型例子-单狭缝的夫琅和费衍射。
它包含着衍射现象的许多主要特征。
来自光源S的光(例如激光)经望远镜系统构成的扩束器L1扩束直接投射到一狭缝上。
在狭缝后面放置一透镜L2,那么在透镜L2的焦平面上放置的屏幕F'F上将产生明暗交替的衍射花样。
其特点是在中央具有一特别明亮的亮条纹,两侧排列着一些强度较小的亮条纹。
相邻的亮条纹之间有一暗条纹。
如以相邻暗条纹之间的间隔作为亮条纹的宽度,则两侧亮条纹为等宽的,而中央亮条纹的宽度为其它条纹的两倍。
人们将亮条纹到透镜中心所张的角度称为角宽度。
中央亮条纹和其它亮条纹的角宽度不相等。
中央亮条纹的角度等于2λ/b(b为缝宽),即等于其它亮条纹角宽度的二倍。
那么中央亮纹的半角宽度Δθ=λ/b,正好等于其它亮纹的角宽度.由于中央亮斑集中了大部分光能,所以它的半角宽度的大小可作为衍射效应强弱的量度。
式子Δθ=λ/b,告诉人们,对给定的波长,Δθ与缝宽b成反比,即在波前上对光束限制越大,衍射场越弥散,衍射斑铺开的越宽;反之当缝宽很大,光束几乎自由传播时,Δθ→0,这表明衍射场基本上集中在沿直线传播的方向上,在透镜焦平面上衍射斑收缩为几何光学象点。
式子Δθ=λ/b还告诉人们,在保持缝宽不变的条件下,Δθ与λ成正比,波长越长,衍射效应越显著;波长越短,衍射效应越可忽略。
所以说几何光学是b>>λ时的一种近似,或说λ→0的近似。
除了直线传播定律之外,作为几何光学基础的另外两条定律-反射定律和折射定律,也都只在入很小的条件下才近似成立,所以几何光学原理的适用范围是有限度的,在必要的时候需要用更严格的波动理论来代替它。
不过由于几何光学处理问题的方法要简单的多,并且它对各种光学仪器中遇到的许多实际问题已足够精确,所以几何光学并不失为各种光学仪器的重要理论基础。
三、机械波
机械振动在介质中的传播称为机械波。
机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:
折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。
常见的机械波有:
水波、声波、地震波。
形成条件
波源:
波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。
介质:
广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。
在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。
仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。
机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。
在不同介质中,波速是不同的。
传播方式与特点
质点的运动:
机械波在传播过程中,每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动,即,质点本身并不随着机械波的传播而前进,也就是说,机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。
例如:
人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。
简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动。
为了说明机械波在传播时质点运动的特点,现已绳波为例进行介绍,其他形式的机械波同理。
绳波:
绳波是一种简单的横波,在日常生活中,我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动,就可以看见一个波形在绳子上传播,如果连续不断地进行周期性上下抖动,就形成了绳波。
把绳分成许多小部分,每一小部分都看成一个质点,相邻两个质点间,有弹力的相互作用。
第一个质点在外力作用下振动后,就会带动第二个质点振动,只是质点二的振动比前者落后。
这样,前一个质点的振动带动后一个质点的振动,依次带动下去,振动也就发生区域向远处的传播,从而形成了绳波。
如果在绳子上任取一点系上红布条,我们还可以发现,红布条只是在上下振动,并没有随波前进。
由此,我们可以发现,介质中的每个质点,在波传播时,都只做简谐振动(可以是上下,也可以是左右),机械波可以看成是一种运动形式的传播,质点本身不会沿着波的传播方向移动。
对质点运动方向的判定有很多方法,比如对比前一个质点的运动;还可以用“上坡下,下坡上”进行判定,即沿着波的传播方向,向上远离平衡位置的质点向下运动,向下远离平衡位置的质点向上运动。
机械波传播的本质
机械波传播的过程中,介质里本来相对静止的质点,随着机械波的传播而发生振动,这表明这些质点获得了能量,这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。
所以,机械波传播的实质是能量的传播,这种能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用来发电,这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。
惠更斯原理:
惠更斯原理用于解释球面波和平面波的传播,此外还可以解释波的反射、衍射的现象。
在总结许多实验的基础上,荷兰科学家惠更斯提出:
介质中波阵面上每一个点(有无数个)都可以看成一个新的波源,这些新的波源发出的子波。
经过一定时间后,这些子波的包络面就构成下一时刻的波面。
根据惠更斯原理,我们可以解释球面波的波面是怎样形成的,点波源O发出的波在t时刻的波面是一个球面S1,该球面上每一个点都可以看成一个新的点波源,它们各自向前发出球面子波,下一时刻(t+△t)新的波面S2,就是这些子波波面相切的包络面;平面波同理。
惠更斯原理的局限:
①没有说明子波的强度分布问题;②没有说明波为什么只能向前传播,而不向后传播的问题。
后来,菲涅耳对惠更斯原理作了重要的补充,形成惠更斯-菲涅耳原理,这些缺陷才被克服。
机械波的物理性质同样适用于电磁波,因此,这里“机械波”简称“波”
波的折射
在物理学中,我们把波在传播过程中,由一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变的现象称为折射。
在波的折射中入射波的波线与法线的夹角称为入射角,用i表示;折射波的波线与法线的夹角叫做折射角,用r表示。
折射定律:
进一步研究表明,波在发生折射时,入射角与折射角存在如下关系(sini)/(sinr)=v1/v2=λ1/λ2 v为波速;λ为波长。
这一定律在光学中被称作斯涅耳定律。
波的反射
在物理学中,把波遇到障碍时反射回来继续传播的现象称为波的反射。
反射定律:
反射波线、入射波线和法线在同一平面内,反射波线与入射波线分别位于法线两侧,入射角等于反射角。
波的干涉
频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。
这种现象叫做波的干涉。
产生干涉的一个必要条件是,两列波的频率必须相同或者有固定的相位差。
如果两列波的频率不同或者两个波源没有固定的相位差(相差),相互叠加时波上各个质点的振幅是随时间而变化的,没有振动总是加强或减弱的区域,因而不能产生稳定的干涉现象,不能形成干涉图样。
两列波的相干条件是:
①频率相同②振动方向相同③相位相同或相位差恒定。
波的叠加原理:
波的叠加原理包含了两点:
①各波源所激发的波可以在同一介质中独立地传播,它们相遇后再分开,其传播情况(频率、波长、传播方向、周相等)与未遇时相同,互不干扰,就好像其他波不存在一样;②在相遇区域里各点的振动是各个波在该点所引起的振动的矢量和。
波的衍射
衍射是波的特有现象,一切波都能发生衍射。
①波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。
②观察到明显衍射的条件:
只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
③相对于波长而言,障碍物的线度越大衍射现象越不明显,障碍物的线度越小衍射现象越明显。
多普勒效应
多普勒认为,物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。
在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高。
在运动的波源后面,产生相反的效应。
波长变得较长,频率变得较低。
波源的速度越高,所产生的效应越大。
根据光波红/蓝移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。
除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。
所有波动现象(包括光波)都存在多普勒效应。
四、在安全工程专业的应用
安全工程是以人类生产、生活活动中发生的各种事故为主要研究对象,综合运用自然科学、技术科学和管理科学等方面的有关知识和成就,辨识和预测生产、生活活动中存在的不安全因素,并采取有效的控制措施防止事故发生或减轻事故损失的工程领域。
随着人类物质文明的高度发展,国家、社会和个人对安全的依赖和企盼达到了前所未有的程度。
安全工程实践的目的是为保证人们在生产和生活中,生命、健康和设备、财产、环境等不受或少受损害,提供直接和间接的保障。
安全工程是一门理、工、文、管、法、医等的大跨度、多学科交叉融合的工程性综合学科,相关领域的发展和渗透,充实和丰富了本领域的基础,拓宽和发展了本领域的研究范畴,并促进安全工程持续健康发展和具有长久生命力与创新力。
1、矿井防水体电磁波探测技术应用
采用探地雷达对矿井防水体进行缺陷探测,是利用探地雷达发射的电磁波在地下介质仲传播规律的研究与波场特点的分析,结合岩石力学的理论分析和计算,查明介质结构、属性、几何形态及其空间分布特点,从而对矿井防水体(包括防水闸墙、门)的安全可靠性进行评价。
采用探地雷达主要研究了227石门水闸墙、015防水闸墙、247联边巷围岩、227上山岩柱交岔点、322防水闸墙等矿井防水体的安全可靠性,进行了防水闸墙安全可靠性的影响分析,包括防水闸墙设计、计算及参数选取的合理性;防水闸墙的施工质量;防水闸墙的工程地质和水文地质条件;防水闸墙的使用情况等,对被探测防治水工程的加固治理提出建议方案。
防水闸墙(门)硐室及其围岩缺陷地探地雷达无损探测方法,经人工开挖和钻孔检验,所用探地雷达能够对防水闸墙(门)硐室及其围岩地缺陷进行定性(适应深部)和定量(适应浅部)检测;对已建井下防水体是否需要加固、如何加固以及在什么部位加固等提供了依据,解决了矿井防治水中地实际技术问题;通过实验室试验及现场实测试验,初步认识了井下湿度、狭小空间对电磁波辐射地影响,初步掌握了防水闸墙混凝土墙体和不同围岩其介电常数地取值范围;将防水闸墙(门)硐室地选址、设计、施工、试验或检测、管理等工作组合为一体,建立了一整套矿山防水闸墙(门)硐室安全可靠性地评价方法,并可作为防水闸墙(门)硐室工作规程。
防水闸门硐室和水闸墙是井下防水的主要安全设施。
研究项目在防水闸门硐室和水闸墙的设计、施工、质量检测和评价等方面提出较全面的工作规程的基础上,针对防水闸门与防水闸墙,对其墙体和围岩进行了探地雷达缺陷检测,并就硐室的选址、设计、施工、日常管理与维护等方面进行综合质量评价。
2、电磁辐射法预测煤岩动力灾害技术
电磁辐射法预测煤岩动力灾害技术及装备通过非接触监测煤岩体变形破裂过程中的电磁辐射信号及其变化规律,动态监测预报煤与瓦斯突出和冲击地岩等煤岩动力灾害。
电磁辐射监测仪是按《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》制造的,并经过防爆检验和矿用产品安全标志认证。
电磁辐射预测技术及监测仪已获得国家发明专利和实用新型专利。
该项成果2002年获国家科技成果重点推广计划。
该成果揭示了煤岩体受载变形破裂过程中的电磁辐射效应及规律;受载煤岩体能够产生电磁辐射,电磁辐射与载荷及煤岩体的变形破裂过程呈正相关;煤岩变形破裂过程中的电磁辐射是频谱很宽的脉冲信号,而且其频谱随着载荷及变形破裂强度的增加而增高;瓦斯、加载速率等对电磁辐射有较大影响;受载煤岩体的电磁辐射具有记忆效应;电磁辐射信息综合反映了煤与瓦斯突出和冲击地压的主要影响因素,煤岩体电磁辐射及其变化能够反映矿井煤与瓦斯突出和冲击地压的危险性。
提出了煤岩动力灾害电磁辐射非接触、定向、区域性、连续监测技术及基于流变过程和电磁辐射效应耦合的煤岩动力灾害动态预报准则,发明了煤岩动力灾害电磁辐射监测系统。
3、超声波探测技术在安全评价地下工程中的应用
声波探测法实际上在我国矿山工程中早已有应用。
如“听顶”以及在安全检查处理松石时常常采用“敲帮问顶”,都是根据岩体内部的声响或敲打帮顶时发出的声响来判断顶、底板及围岩的稳定性和松石情况的,其确定岩体的稳定性往往是定性的,且准确性难以保证地下工程的安全生产需要。
而采用超声波探测技术,是利用超声波在岩体中传播时,其波速、振幅、频率和波形等岩体的岩性、结构面特征和风化程度及应力状态等地质力学因素反应比较灵敏,受干扰较少的特性判断岩体稳定程度,所测数据及图形资料的分析比较简单明晰。
超声波探测技术是将工程地质和岩体力学联系起来解决地下工程安全评价和岩体稳定性评价的一种新的测试方法,其对岩体物理力学性质及结构状态的测试比较准确,数据可靠,能从定性和定量两个方面对地下工程的稳定性进行安全评价。
鉴于此,美国正在进行岩石超声实验研究和研制用脉冲技术和共振频率法测定岩石试件波速的设备;德国也在研究岩石静力和动力模量的关系以及岩石中波传播理论;瑞典正在开展振动波研究移动中心顶板的裂隙和稳定性等科学研究。
声波探测技术已逐渐在国内外兴起,发展迅速,应用广泛,尤其对我国目前正在广泛开展的非煤矿山的安全评价和预防控制地下工程的地压活动及灾害对安全生产的影响和破坏有着重要的科学理论指导意义和实践指导作用。
3、高冲击危险区冲击矿压系统动态防治
冲击矿压是一种严重威胁煤矿安全生产的异常矿压显现现象。
最早有记载的煤矿冲击矿压发生在1738年英国的南史塔福煤矿。
现在,在中国、南非等二十多个国家和地区均在不同程度上遭受冲击矿压的威胁。
上世纪50年代起,国际上开始有关冲击矿压机理及预测预报技术研究工作,至今已建立了多种冲击矿压的理论,例如强度理论、弹性能释放理论、刚度理论、结构失稳理论等;有关冲击矿压的预测方法有钻屑法、电磁辐射法、地音微震监测法和经验类比法等;冲击矿压的防治措施有:
开采解放层法、钻孔卸载法、煤体注水法和松动爆破法等。
虽然有上述预测方法和治理措施,但是,由于煤矿复杂性和工作面自然地质条件的不同,同一种方法的技术参数对不同条件是不一样的,而且还缺少现成的理论来指导现场冲击矿压的防治,监测及治理措施没有形成统一的技术体系。
因此,针对不同的采矿地质条件,形成一种冲击矿压防治理论,建立冲击矿压危险的动态监测、治理技术体系,以便较为准确的预测和有效的治理。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光学 安全工程