一种深部煤矿工作面应力场反演分析方法技术

技术编号:40528449 阅读:21 留言:0更新日期:2024-03-01 13:48
本申请公开了一种深部煤矿工作面应力场反演分析方法,包括以下步骤:S1布设离散应力测点:顺槽开拓阶段在煤壁侧布置离散应力监测测孔进行应力监测;S2布设主动光纤震动传感探头:在已开拓巷道布置主动光纤震动传感探头,接收未开拓巷道掘进过程中主动激发产生的震动波;S3布设被动光纤震动传感探头:在工作面推进前,在工作面附近巷道布置被动光纤震动传感探头;S4信息的采集与传输;S5工作面三维应力场反演:通过接收工作面推进过程中产生的微震信号与散点应力监测数据修正应力场反演结果,绘制工作面动态三维应力场;本申请实现了深部高应力工作面应力场准确反演并实现了对工作面应力场实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及煤矿工作面应力场监测领域,尤其涉及一种深部煤矿工作面应力场反演分析方法


技术介绍

1、经过多年开发,我国煤炭开采逐渐向深部延伸。随着深度的增加,深部矿区普遍赋存高应力。历经多次地质作用,深部巷道围岩普遍软弱破碎。高应力与围岩软弱破碎矛盾突出,致使深部煤炭资源开采时极易发生矿震频发与顶板灾害,严重阻碍煤炭资源开采与智能化推进。

2、通过对深部巷道工作面应力状态的测试,可以获得工作面的应力状态,及时调整支护强度和推进速度,以保证煤炭资源的安全高效开采。目前的应力测试方法主要包括水压致裂法、应力解除法和流变应力恢复法。而这些应力测试方法多以点测量为主,难以全面反映工作面的三维应力状态。

3、在顺槽巷道开拓及工作面推进过程中会人为(放炮)或自然(矿震)产生震动波,通过布置接收装置采集这些震动波,而不同围岩状态中的震动波传播速度存在差异,凭此可以对工作面煤壁状态进行反演。进一步通过对每个微震事件的震源机制进行分析,基于阻尼应力反演方法可以得到工作面的三维应力状态。虽然通过反演计算得到较为全面的工作面应力状态,但受现场地质环境与工程本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种深部煤矿工作面应力场反演分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法中,其特征在于,所述S1中离散应力测试采用流变应力恢复法,使用六向压力传感器对工作面应力绝对值进行监测。

3.根据权利要求2所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法中,其特征在于,所述S1中离散应力测点布置于顺槽巷道煤壁工作面一侧,测孔水平间距200m,测孔深度依次为0.75、0.5、0.25倍工作面宽度,测孔孔径不小于110mm;当遭遇特殊地质构造时,在特殊地质构造周围布置额外应力测点。

4.根据权利要求1所述深部煤矿工作面应力场反...

【技术特征摘要】

1.一种深部煤矿工作面应力场反演分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法中,其特征在于,所述s1中离散应力测试采用流变应力恢复法,使用六向压力传感器对工作面应力绝对值进行监测。

3.根据权利要求2所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法中,其特征在于,所述s1中离散应力测点布置于顺槽巷道煤壁工作面一侧,测孔水平间距200m,测孔深度依次为0.75、0.5、0.25倍工作面宽度,测孔孔径不小于110mm;当遭遇特殊地质构造时,在特殊地质构造周围布置额外应力测点。

4.根据权利要求1所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法,其特征在于,所述s2中,主动光纤震动传感探头间距10m,主动波激发点间距8m,采集未开拓巷道掘进时主动激发的微震波速数据。

5.根据权利要求4所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法,其特征在于,通过采集主动激发的微震波速数据对并以流变应力恢复法测得的工作面绝对应力值作为边界条件对工作面静态应力场进行反演分析,获得应力场初始应力分布情况。

6.根据权利要求5所述深部煤矿工作面应力场反演分析方法,其特征在于,对震动接收点接收到的震动波形进行预处理及初至拾取,随后建立初始速度模型,反演三维速...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘滨康永水朱元广王升刘学伟周原刘泉声
申请(专利权)人:中国科学院武汉岩土力学研究所
类型:发明
国别省市:

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