一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法技术

本发明专利技术提出一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，包括5个步骤：构建微震能量空间释放率指标ξ

【技术实现步骤摘要】
一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法


[0001]本专利技术涉及冲击地压危险预测预警领域，尤其涉及一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法。

技术介绍

[0002]冲击地压是煤矿开采中一种常见的动力灾害，是指煤(岩)体聚积的弹性变形能瞬时释放而产生的一种动力现象，常造成巷道破坏、设备损毁以及人员伤亡等。在我国，随着煤矿开采深度的逐渐增加，冲击地压加剧，严重威胁着矿工的生命安全和经济社会的高效发展，对冲击地压危险进行准确预测已成为亟需解决的问题。
[0003]目前，微震监测技术由于其本身具有工作量小、不影响生产、时空上动态连续等特点被广泛应用于煤岩动力灾害的监测预警中，可用于探测煤岩破裂的能量和空间定位，但微震监测的分析手段和分析指标较为单一，大都简单使用能量、频次等参数，并未考虑工作面的推进速度。实施上，围岩释放微震能量与采掘活动密切相关，考察同等采掘强度条件下微震能量释放强弱对于冲击地压危险预测预警具有重要意义，因此，可以通过综合考虑微震监测能量和工作面推进速度来预测冲击地压危险等级。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，综合考虑微震监测能量和工作面推进速度来预测冲击地压危险等级，提高冲击地压危险预测准确度。
[0005]本专利技术提供了一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，包括：
[0006]一方面，提供了一种冲击地压危险微震预测指标，该指标为：
[0007]微震能量空间释放率ξ
Di
，即工作面每推进1m所释放的微震能量。
[0008]一方面，提供了一种冲击地压危险预测方法，该方法包括：
[0009]确定预测指标的基准值ξ0，计算采煤工作面正常回采，且无断层、褶曲等地质构造影响时，一段时期的微震能量空间释放率ξ
Di
的平均值作为预测指标的基准值ξ0；
[0010]确定预测指标的临界值计算历次冲击地压发生前的微震能量空间释放率ξ
Di
，其最小值即为预测指标的临界值
[0011]确定冲击地压危险预测准则，准则包含两种：准则一：根据预测指标的基准值ξ0确定冲击地压危险等级，若ξ
Di
＜k1ξ0则无冲击危险，若ξ
Di
≥k1ξ0则有冲击危险，冲击危险程度取决于k1的大小；准则二：根据预测指标的临界值确定冲击地压危险等级，若则无冲击危险，若则有冲击危险，冲击危险程度取决于k2的大小；
[0012]利用建立的准则预测工作面冲击地压危险。
[0013]进一步，微震能量空间释放率计算公式为：
[0014]ξ
Di
＝∑E
i
/D
i
[0015]其中，ξ
Di
表示工作面推进度为D
i
时的微震能量空间释放率，J/m；E
i
为第i个回采日
的微震日总能量，J；D
i
为第i个回采日工作面推进度，m。
[0016]进一步，确定预测指标的基准值ξ0包括：
[0017]在煤矿无冲击地压发生的情况下，计算采煤工作面正常回采，且无断层、褶曲等地质构造影响时，一段时期的微震能量空间释放率ξ
Di
的平均值作为预测指标的基准值ξ0。
[0018]进一步，确定预测指标的临界值包括：
[0019]某煤矿历史时期已有冲击地压发生，计算历次冲击地压发生前的微震能量空间释放率ξ
Di
，其最小值即为预测指标临界值
[0020]进一步，确定冲击地压危险预测准则包括：
[0021]准则一：根据预测指标的基准值ξ0确定冲击地压危险等级，依据专家经验对k1赋值，k1可取1.5、2.5、4；
[0022]当ξ
Di
＜1.5ξ0时，确定为无冲击危险；
[0023]当1.5ξ0≤ξ
Di
＜2.5ξ0时，确定为弱冲击危险；
[0024]当2.5ξ0≤ξ
Di
＜4ξ0时，确定为中等冲击危险；
[0025]当ξ
Di
≥4ξ0时，确定为强冲击危险；
[0026]准则二：根据预测指标的临界值确定冲击地压危险等级，依据专家经验对k2赋值，k2可取1.0、1.5、2.5；
[0027]当时，确定为无冲击危险；
[0028]当时，确定为弱冲击危险；
[0029]当时，确定为中等冲击危险；
[0030]当时，确定为强冲击危险。
[0031]进一步，利用建立的准则预测工作面冲击地压危险包括：
[0032]采集实时微震监测数据和工作面进尺数据计算微震能量空间释放率，根据建立的冲击地压危险预测准则来预测工作面冲击地压危险等级，当现场发生过冲击地压且可以确定预测指标的临界值时采用准则二进行预测，否则，则利用准则一进行预测。
[0033]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0034]本专利技术解决了现有技术中微震监测的分析手段和分析指标较为单一，大都使用简单的能量、频次等参数进行冲击地压危险预测的局限，提供了一种通过微震监测能量和工作面推进速度来预测冲击地压危险等级的方法，通过衡量同等采掘强度条件下围岩释放的微震能量强弱来判别冲击危险等级，符合现场实际。
附图说明
[0035]图1是本专利技术一个实施例提供的冲击地压危险的微震预测指标及预测方法流程图；
[0036]图2是本专利技术一个实施例提供的冲击地压危险的微震预测指标及预测方法具体实施流程图；
[0037]图3是本专利技术一个实施例提供的冲击地压危险的微震预测指标及预测方法的预测效果示意图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0039]本专利技术实施例提出一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，包括：
[0040]一方面，提供一种冲击地压危险微震预测指标；
[0041]一方面，提供一种冲击地压危险预测方法。
[0042]参照图1，本专利技术实施例中，一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，具体实施步骤如下：
[0043]S101，构建微震能量空间释放率指标ξ
Di
，即工作面每推进1m所释放的微震能量；
[0044]S102，确定预测指标的基准值ξ0，计算采煤工作面正常回采，且无断层、褶曲等地质构造影响时，一段时期的微震能量空间释放率ξ
Di
的平均值作为预测指标的基准值ξ0；
[0045]S103，确定预测指标的临界值计算历次冲击地压发生前的微震能量空间释放率ξ
Di
，其最小值即为预测指标的临界值
[0046]S104，确定冲击地压危险预测准则，准则包含两种：准则一：根据预测指标的基准值ξ0确定冲击地压危险等级，若ξ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，其特征在于，包括：一方面，提出冲击地压危险微震预测指标：微震能量空间释放率ξ
Di
，即工作面每推进1m所释放的微震能量；一方面，提出冲击地压危险预测方法，包括4个步骤：(1)确定预测指标的基准值ξ0，计算采煤工作面正常回采，且无断层、褶曲等地质构造影响时，一段时期的微震能量空间释放率ξ
Di
的平均值作为预测指标的基准值ξ0；(2)确定预测指标的临界值计算历次冲击地压发生前的微震能量空间释放率ξ
Di
，其最小值即为预测指标的临界值(3)确定冲击地压危险预测准则，准则包含两种：准则一：根据预测指标的基准值ξ0确定冲击地压危险等级，若ξ
Di
＜k1ξ0则无冲击危险，若ξ
Di
≥k1ξ0则有冲击危险，冲击危险程度取决于k1的大小；准则二：根据预测指标的临界值确定冲击地压危险等级，若则无冲击危险，若则有冲击危险，冲击危险程度取决于k2的大小；(4)利用建立的准则预测工作面冲击地压危险。2.根据权利要求1所述的冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，其特征在于，所述微震能量空间释放率计算公式为：ξ
D
＝ΣE
i
/D
i
其中，ξ
Di
表示工作面推进度为D
i
时的微震能量空间释放率，J/m；E
i
为第i个回采日的微震日总能量，J；D
i
为第i个回采日工作面推进度，m。3.根据权利要求1所述的冲击地压危险的微震预测指标及预测方法，其特征在于，确定预测指标的基准值ξ0包括：在煤矿无...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大龙，曹安业，贺德昭，李振雷，马永忠，王强，汪义龙，冯帆，李永元，马新根，姜琦，
申请(专利权)人：中国矿业大学华能煤炭技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：