【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山安全监测方法，具体为一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法。
技术介绍
1、在矿山开采过程中，由于开采深度不断增大，导致岩体失稳所引发的地应力集中、岩石自稳定性差、大变形等问题占相当大比重，严重时可能诱发岩爆灾害，这些问题都会给矿山安全生产及管理造成潜在的重大安全风险。微震监测系统可以在线实时监测因采矿活动引起的岩体应力重新分布过程中岩石失稳发出的地震波，通过微震监测软件计算及微震活动性参数分析，判断岩体活动的趋势，可以对岩体裂隙的产生、发育和扩展实时监测，并对岩体稳定作出预警甚至预危判断，是目前矿山安全监测的首选手段之一，为了实现在保证快速准确预警预危岩体失稳的同时减少其它因素对开采活动的干扰，为了避免采用单一参数带来的误差，为了提高了岩体稳定研究的可信度和准确率，为了给采矿作业提供更好的预警预危机制，因此提供了一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，以解决上述
技术介绍
提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，具体步骤如下：
3、s1：计算矿山岩体活动过程中b值大小，根据其变化趋势初步判断岩体失稳破坏可能性，并计算△b<-0.5初始条件是否成立；
4、s2：观察施密特数scs、能量指数ei，计算s波能量es和p波能
5、s3：步骤s2计算结果是否满足1-eei(t2)/eei(t1)>1.0且1-escs(t2)/escs(t1)>0.4或者es/ep>10两条件之一，通过综合分析四参数两条件得到准确预警期；
6、s4：统计小震事件数量，将事件数量发生显著下降时对应时间记为预危期。
7、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤s1中所述b值大小是表达微震震级大小分布的一个重要参数，b值的变化与岩体岩石应力有紧密相关的联系，反映了岩石从开始加压状态到扩展阶段再到最后破坏阶段的一个变化过程，其对应的关系表达式：
8、lgn(m)＝a-bm
9、式中：m表示地震震级；n(m)是震级m附近区间内发生地震的数量；a是地震活动水平；b实际上可以表示为某时间段内小震数量与大震数量的比值，b值越大表示小震发生剧烈，可以由微震监测系统直接得出；
10、矿体岩石稳定时，b值处于平稳状态；矿体岩石开始不稳定甚至即将发生破坏时，b值发生先上升后下降的变化；由此设定△b<-0.5这一条件，如果不符合即为岩体处于稳定状态，符合时即为岩体发生失稳。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤s2中的参数施密特数scs表征了岩体地震流的湍流程度，描述了岩体地震流变化的时空复杂性；能量指数ei表征了震源震时周围区域能量活跃情况；s波与p波的能量比表征了岩石内部能量随时间集中变化情况；四参数计算公式如下：
12、scs＝v/d＝μ/ρd
13、
14、
15、
16、式子：v表示粘滞系数，d表示扩散系数，μ表示滞系数，ρ表示密度；e表示地震能，p表示地震势，c、d均为常数；ρ表示岩石密度，vp和vs分别为p波和s波速度，r为距震源的距离，ts为震源持续时间，μ2为速度脉冲的远场校正辐射模式的平方。
17、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤s3中将施密特数与累积视体积之比、能量指数与累积视体积之比和s波能量与p波能量之比作为评判指标，分别记作escs、eei、es/ep，计算公式为：
18、escs＝(logscs)/(∑va)
19、eei＝(logei)/(∑va)
20、式中：va为累积视体积；
21、若某一时间段内eei和escs下降，说明岩体稳定性变差，岩石破坏的可能性变大；1-eei(t2)/eei(t1)、1-escs(t2)/escs(t1)分别为该段时间内矿山岩体eei、escs下降幅度，该值越大，稳定性越差。
22、若某一时间段内es和ep开始上升，说明岩体内部发生破裂释放能量，发生岩爆的可能性变大；es/ep为该段时间内岩体内部能量变化情况，该值越大，表明岩体内部破坏程度加剧，稳定性越差；
23、若满足上述条件之一，则将满足各项条件的预警期综合分析得出准确预警期。
24、作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤s4中确定好预警期，最后观察小震事件数量变化，当发现事件数下降幅度显著增大时对应的时间记为预危期。
25、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过b值、施密特数、能量指数、s波能量、p波能量等微震活动性参数设计一套岩体稳定智能预报流程，实现在保证快速准确预警预危岩体失稳的同时减少其它因素对开采活动的干扰，涉及的微震活动性参数跟微震数据紧密相关，避免了单一参数带来的误差，提高了岩体稳定研究的可信度和准确率，为采矿作业提供了预警预危机制，本专利技术迅速有效，高实用性，且适用于计算机编程。
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1.一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：步骤S1中所述b值大小是表达微震震级大小分布的一个重要参数，b值的变化与岩体岩石应力有紧密相关的联系，反映了岩石从开始加压状态到扩展阶段再到最后破坏阶段的一个变化过程，其对应的关系表达式：
3.根据权利要求1所述的一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：步骤S2中的参数施密特数ScS表征了岩体地震流的湍流程度，描述了岩体地震流变化的时空复杂性；能量指数EI表征了震源震时周围区域能量活跃情况；S波与P波的能量比表征了岩石内部能量随时间集中变化情况；四参数计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：步骤S3中将施密特数与累积视体积之比、能量指数与累积视体积之比和S波能量与P波能量之比作为评判指标，分别记作EScs、EEI、ES/EP，计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于微震监
...【技术特征摘要】
1.一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：步骤s1中所述b值大小是表达微震震级大小分布的一个重要参数，b值的变化与岩体岩石应力有紧密相关的联系，反映了岩石从开始加压状态到扩展阶段再到最后破坏阶段的一个变化过程，其对应的关系表达式：
3.根据权利要求1所述的一种基于微震监测活动性参数的岩体稳定性智能预报方法，其特征在于：步骤s2中的参数施密特数scs表征了岩体地震流的湍流程度，描述了岩体地震流变化的时空复杂性；能量指数...
【专利技术属性】
技术研发人员：张楚旋，胡刚，孙艺丹，薛松领，陈唐睿，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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