摘 要 对岩体声发射智能监测设备进行了完善和改进研究，并且应用灰色系统理论，系统地分析和评估了评价岩体稳定性的声发射参数及岩体冒顶临界值的确定方法；建立预测模型，对岩体冒顶的数列预测及矿山大规模灾害预测进行了探讨。实践证明，上述方法和采取的措施是切实可行的。
关键词 岩体声发射；监测设备；灰色系统理论；临界值；预测预报
中图分类号：TD325 TD326 文献标识码：A 文献编号：1005-2763(2000)02-0013-03
Intelligent Monitoring Device for Rock Accoustic Emission and Safety Forecast Techniques in Mine
ZHANG Xing-xing
(Central South University of Technology,Changsha,Hu'nan 410083,China)
Abstract The author performed research on the perfection and improvement of intellegent monitoring devic for rock accoustic emission.In light of the theory of grey control system,systematically analyzed and estimated the accoustic emission parameters for evaluating rock mass stability and the method for determining the critical value of rock roof collapse;and set up predicting model to probe into the sequence prediction of rock-roof collapse and large scale disaster in mine.It was proved in practice that the above method and the adopted measures are feasible.
Key Words Rock accoustic emission;Monitoring device;Theory of grey control system;critical value;predicting and forecast
1 目的和意义
矿山采场的冒顶事故危害性极大，严重影响矿山的安全生产。因此，人们一直在探索其规律并寻求有效的预测方法。自从Obert和Duvall发现岩石具有声发射现象以来，岩体声发射技术在矿山得到了广泛的应用。但追溯其应用结果，不难发现，仍然存在着如下重大问题未得到很好的解决而限制了其应用范围及推广：
(1) 岩体声发射参数临界值的确定；
(2) 事故预报参数的合理化和标准化；
(3) 应用声发射参数预测事故与灾害的理论和方法；
(4) 应用声发射技术进行矿山地压管理的技术途径；
(5) 监测设备的研制。
为了使上述问题得到圆满解决，本文提出了采场冒顶声发射临界值的确定方法，采场冒顶声发射灰色系统理论数值预测方法，大范围矿山地压灾害声发射灰色系统理论灾变预测方法，并介绍高智能化的监测设备的研制。为岩体声发射技术在矿山的全面应用奠定了理论和工艺基础，不仅具有很高的实用价值，而且为岩体声发射学术领域的发展拓宽了道路。
2 岩体声发射智能监测设备的研究
2.1 整体框图说明
岩体声发射智能监测设备由探头(传感器)与主机MCS8051构成，其整体结构见附图。测试时，将探头置入测试孔或岩缝中，探头将感受到的微弱声能转换为电能，经放大器放大和程控带通滤波器滤波后供A/D转换，并将转换得到的数据存入高速缓冲区内，同时进行数字滤波、快速傅立叶变换、波形识别，并立即判断出此信号是否是有用的声发射信号，是则记录此次事件(包括事件的主频、最大能量、事件发生的时刻)，并将波形存入RAM盘，这样经1 h左右就可得一份所测采场声发射事件的动态变化图。最后，将RAM盘的资料送至计算机，以便进一步
