基于频谱分析的地下空间顶板安全性检测

杨 雷，郑怀昌，甘 肃，王树立，褚夫蛟

(山东理工大学资源与环境工程学院，山东 淄博 255000)

0 引 言

矿山地下空间围岩内部赋存大量原生及次生裂隙[1]，受到爆破开挖的影响后逐渐活化，严重影响了顶板结构的安全性。 近十年来，顶板事故的发生和死亡概率分别占矿山事故总数的21.9%和21.1%[2]，因此强化顶板管理势在必行。

国内很多学者对工作面顶板安全检测与评价方法进行了研究，连清望等[3]采用模糊数学理论分析了影响顶板安全性的多个因素，构建了顶板灾害多因素的综合预警数学模型，并研发了顶板状态的监测软件，实现了矿井顶板安全性的智能化监测；梁亚飞等[4]通过扫描电镜、X射线衍射仪及力学试验机对顶板中粒砂岩进行研究分析，给出了不同压缩模式下该种岩石的破坏特性；王拓等[5]通过分析顶板的岩梁结构和力学特性，并通过建立模型和各项计算，对开采各项参数进行优化，对顶板进行了有效控制；杨朋等[6]通过实验模拟了巷道掘进过程中顶板的变形特征，并采用分形几何理论进行分析，阐述了开挖过程中巷道顶板的裂隙动态演化特征。陆菜平等[7]采用微震监测系统对坚硬和软弱顶板的微震效应进行现场实测，通过分析微震信号演变规律，实现对顶板发生破断前后的实时监测；贾后省等[8]采用蝶形塑性区理论对巷道围岩数值模拟和现场测试的结果进行分析，结合顶板塑性区破坏区域窥视的方法，揭示了应力场环境特征与顶板安全性的内在联系；……