裂隙识别方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种裂隙识别方法和系统，包括：监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息；根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置。本发明专利技术提供的裂隙识别方法能够解决现有技术中通过人工钻孔注水观察裂隙导致的浪费资源的问题。

Crack identification method and system

The present invention provides a method and system for crack identification, including: monitoring of rock microseismic events, spatial information and access to various microseismic events; determine the crack area in the spatial position of the second time in rock mass according to the space position information detected between the first time to second time of microseismic events. The fracture identification method provided by the invention can solve the problems of waste resources caused by artificial drilling, water injection and observation of cracks in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
裂隙识别方法和系统
本专利技术涉及采矿领域，尤其涉及一种裂隙识别方法和系统。
技术介绍
如何处理采煤矿开采过程中产生的瓦斯一直是实现煤矿安全高效开采的关键问题。目前对瓦斯的处理通常是采用钻孔卸压抽采的方式，这种方式需要先确定采动工作面下裂隙的发育情况，进而确定用于抽采瓦斯的钻孔的开设位置。一种确定裂隙发育情况的方法是先人工打钻孔并注水，再使用钻孔窥视仪观察注水渗透率来分析煤体中的裂隙发育情况，这种方法费水、费时、费力。
技术实现思路
本专利技术提供一种裂隙识别方法和系统，用于解决现有技术中通过人工钻孔注水观察裂隙确定瓦斯抽采钻孔位置浪费资源的问题。本专利技术的第一方面提供一种一种裂隙识别方法，包括：监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息；根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置。可选的，所述微震事件的能量范围为10-3-10-7焦耳。可选的，所述监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息，包括：获取传感器采集的弹性波信息；根据所述弹性波信息确定各个微震事件的空间位置信息，所述微震事件的空间位置信息为所述微震事件的震源的位置。可选的，传感器的数量为至少三个，所述岩体的采动工作面的两侧分别设置进风巷道和回风巷道，所述至少三个传感器中，至少一个传感器位于所述进风巷道内，至少一个传感器位于所述回风巷道内。可选的，所述第一时间为所述岩体首次监测到微震事件的时间，所述第一时间与所述第二时间的间隔为一个监测周期，所述方法还包括：持续监测所述岩体的微震事件，获取至少两个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置；每个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置根据所述监测周期的起始时刻和所述监测周期的结束时刻之间监测到的微震事件的空间位置信息确定；根据所述至少两个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置，确定所述岩体的裂隙集聚区的发育过程。可选的，所述第一时间为所述岩体首次监测到微震事件的时间，所述第一时间与所述第二时间的间隔为一个监测周期，所述方法还包括：持续监测所述岩体的微震事件，获取至少两个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置；每个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置根据所述监测周期的起始时刻和所述监测周期的结束时刻之间监测到的微震事件的空间位置信息确定；所述至少两个监测周期中最后一个监测周期内监测到的微震事件的数量小于预设门限；根据所述第一时间至所述最后一个监测周期的结束时刻监测到的微震事件的空间位置信息确定所述裂隙集聚区在所述最后一个监测周期的结束时刻的空间位置；根据所述裂隙集聚区在所述最后一个监测周期的结束时刻的空间位置确定所述岩体中的瓦斯富集区的位置。可选的，所述根据所述裂隙集聚区的空间位置确定所述岩体中的瓦斯富集区的位置，包括：将所述裂隙集聚区的顶部确定为所述岩体中的瓦斯富集区的位置。可选的，所述岩体的裂隙集聚区的空间位置信息包括所述岩体的裂隙集聚区的宽度和高度，则所述方法还包括：根据所述裂隙集聚区的宽度和高度，确定瓦斯抽采的钻孔位置。本专利技术的第二方面提供一种裂隙识别系统，包括：至少三个传感器和分析主机，所述传感器，用于采集岩体内的弹性波信息；所述分析主机，用于根据所述弹性波信息监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息；还用于根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置；所述第一时间为所述岩体首次监测到微震事件的时间。可选的，所述系统还包括：采集仪；所述传感器为单轴传感器，所述传感器采集的弹性波信息为声波震动信号，所述采集仪用于将所述声波震动信号转换为数字信号后发送给所述分析主机。本专利技术提供的裂隙识别方法，通过监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息；根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置，解决了现有技术需要对岩体进行注水观察裂隙的空间位置导致的资源浪费的问题。附图说明图1为本专利技术提供的一种裂隙识别方法实施例一的流程图；图2为图1所示方法的应用场景的示意图；图3为图1所示方法的应用场景的侧视图；图4为本专利技术提供的一种裂隙识别系统实施例一的结构示意图；图5为图4所示系统的一种可选的实施方式的结构示意图。附图标记说明：1、裂隙集聚区；2、进风巷道；3、裂隙集聚区的高度；4、裂隙集聚区的宽度；5、裂隙集聚区的长度；6、回风巷道；7、采空区；8、采动工作面；9、岩体；10、瓦斯富集区；20、分析主机；30、传感器；40、采集仪；50、裂隙识别系统。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术提供的一种裂隙识别方法实施例一的流程图，图2为图1所示方法的应用场景的示意图，如图1所示，本实施例的方法包括：S101、监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息。S102、根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置。在本实施例中，需要说明的是，在矿产开采中产生的瓦斯由于不断聚集在采动工作面四周的岩体中会产生微小的震动，由于这些微小的震动造成岩体出现微破裂，微破裂聚集的区域就是裂隙发育区域，按照瓦斯流体的渗流和扩散原理，瓦斯比空气轻，总是漂浮在煤岩体裂隙区空间的顶部，因此，裂隙发育区域可以确定为瓦斯富集区。根据对这些微小的震动进行分析可以获取裂隙的发育过程，并可以分析瓦斯富集区的位置，从而可以根据瓦斯富集区的位置确定瓦斯抽采的终孔的开设位置，为瓦斯抽采工作的快速进行提供有力的依据。还需要说明的是，形成微破裂的每次震动可以称为一个微震事件，微震事件的震级和能量通常较小，例如，本专利技术各个实施例中需要监测的微震事件的能量范围可以为10-3-10-7焦耳。从而可以避免监测到其他开采活动产生的能量较大的震动事件，而仅监测由于瓦斯引起的微震事件，保证获得的裂隙集聚区的空间位置的准确性。可选的，S101中监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息，具体可以通过传感器采集弹性波信息，根据所述弹性波信息确定各个微震事件的空间位置信息，其中，微震事件的空间位置信息可以为所述微震事件的震源的位置，弹性波信息可以是声波震动信息或者其他模型信号。可选的，可参考图2，岩体在开采掘进过程中，已经开采的区域为采空区7，待开采的区域即采动工作面8，采动工作面在掘进方向的两侧设置有进风巷道2和回风巷道6，传感器可以设置在两侧的巷道内，可选的，传感器的数量可以为至少三个，在这至少三个传感器中，至少一个传感器可以位于进风巷道2内，至少一个传感器可以位于回风巷道6内，裂隙可能出现在采动工作面掘进方向后面的岩体或者采动工作面上方顶板的岩体内，三维设置传感器可以更准确的监测微震事件的空间位置信息，并且可以灵活方便的对传感器进行移动、检修等。可选的，传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裂隙识别方法，其特征在于，包括：监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息；根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置。

【技术特征摘要】
1.一种裂隙识别方法，其特征在于，包括：监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息；根据第一时间至第二时间之间监测到的微震事件的空间位置信息确定所述岩体中的裂隙集聚区在第二时间的空间位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微震事件的能量范围为10-3-10-7焦耳。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测岩体内的微震事件，并获取各个微震事件的空间位置信息，包括：获取传感器采集的弹性波信息；根据所述弹性波信息确定各个微震事件的空间位置信息，所述微震事件的空间位置信息为所述微震事件的震源的位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，传感器的数量为至少三个，所述岩体的采动工作面的两侧分别设置进风巷道和回风巷道，所述至少三个传感器中，至少一个传感器位于所述进风巷道内，至少一个传感器位于所述回风巷道内。5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述第一时间为所述岩体首次监测到微震事件的时间，所述第一时间与所述第二时间的间隔为一个监测周期，所述方法还包括：持续监测所述岩体的微震事件，获取至少两个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置；每个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置根据所述监测周期的起始时刻和所述监测周期的结束时刻之间监测到的微震事件的空间位置信息确定；根据所述至少两个监测周期的结束时刻对应的裂隙集聚区的空间位置，确定所述岩体的裂隙集聚区的发育过程。6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述第一时间为所述岩体首次监测到微震事件的时间，所述第一时间与所述第二时间的间隔为一个监测周期，所述方法还包括：持续监测所述岩体的微震事件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，薛俊华，余国锋，于云飞，郭忠凯，丁云，
申请(专利权)人：平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34