【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采动灾害监测，具体涉及一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法。
技术介绍
1、断层作为岩体内的低强度带，受采动影响常常会产生活化现象。断层活化会对井巷围岩产生较为强烈的变形和破坏作用，而由于开采活动引起的断层上下两盘发生相对位移，其相对错动弹性应变能突然释放常常会形成矿震等采矿动力灾害，给矿山带来巨大损失。
2、现有技术中关于断层活化方面的研究报道有：
3、申请号202311291285.4公开了断层活化的确定方法、确定装置和确定系统，该方法包括：首先获取到微震事件的微震数据，根据获取到的微震频次(数量)和微震数据，来确定回采影响区域(目标区域)，这样先初步划定一个区域，这个区域内是可能会发生活化，因此本方案先划定一个区域，这样缩小了后续判断活化的范围，避免其他无关区域的扰动，无需根据大范围进行判断，进而对回采影响区域内的微震事件进行聚类分析，来确定微震事件的破裂机制(即破裂成分占比)，即不同的断层破裂的情况，不同的情况导致断层发生活化的情况是不同的，根据这个占比，来明确断层受回采扰动影响活化情况。
4、上述现有技术虽然对断层活化做了预判，但其预测精准度还需要进一步提升。因此，有必要寻求一种断层活动状态监测方法，对断层活动状态做出正确的预判，对采动影响下断层活化诱发围岩滑移失稳做出及时预测预报。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其在断层面对应安装监测钻头和异常装置，经多次
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，包括以下步骤：
4、步骤一、根据不同的矿井断层类型，以断层面为中心轴面，确定上盘和下盘；
5、步骤二、分别在上盘、下盘垂直于断层面进行钻孔，钻孔根据断层面的面积大小设置若干个，位于上盘的钻孔和位于下盘的钻孔的数量保持相同且位置相对；
6、步骤三、安装所需系统
7、所述的系统包括地表监控中心、可移动监测装置及异常装置，所述的可移动监测装置包括监测钻头、滑轨及固定件，在位于下盘的钻孔内安装与其长度相同的所述的滑轨，通过所述的固定件对滑轨进行固定，将所述的监测钻头安装在所述的滑轨上并可沿着滑轨进行前后移动；将所述的异常装置安装在位于上盘的钻孔内；所述的监测钻头包括钻头主体和位于钻头主体内的两根电极，所述的两根电极分别用来监测电阻率和极化率，将所述的监测钻头通过信号传输线与地表监控中心连接；
8、步骤四、进行初始监测
9、启动系统，监测钻头激发电流获得电场信号，通过地表监控中心的数据收集系统收集电场信号并转化为双参数数据，通过对双参数数据进行可视化处理，形成初始测点的可视化图像，所述的可视化图像中包括时间推进走势图和断层形状等值图；通过滑轨来调整监测钻头，确保监测钻头时间推进走势图和断层形状等值图都能检测到对应的异常装置；
10、步骤五、进行周期性监测
11、监测周期为10～20h，每隔一个监测周期进行一次数据采集，将所采集的数据通过地表监控中心进行处理，获得断层在该测点一个监测周期后的可视化图像；
12、步骤六、对步骤四所述的初始测点的可视化图像和步骤五所述的一个监测周期后的可视化图像进行分析，结合理论知识，即可监测到矿井断层在时间上的动态活化过程及活化程度。
13、上述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，位于上盘的相邻的钻孔之间间距为30m，位于下盘的相邻的钻孔之间间距为30m，位于下盘的钻孔距离断层边缘为5m，位于下盘的每个钻孔的深度为20m，位于上盘的钻孔钻透至断层面；每个监测钻头的监测范围为20～30m。
14、上述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，所述的异常装置由球形铜皮包裹液化乙烷制成，用以在可视化图像中对断层的图像形成鲜明对比；所述的异常装置与上盘的断层面贴合，断层处于活化状态时，上盘、下盘发生相对位移，异常装置与监测钻头也发生相对位移，此时监测钻头在监测时具有较明显的监测目标。
15、上述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，每个监测钻头的钻头主体尾部设置信号传输线和供电电缆，均与地表监控中心连接。
16、上述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，步骤六中，通过时间推进走势图和断层形状等值图来判断断层的上盘、下盘是否发生位移，通过上盘、下盘的位移特征来判断断层活化程度；所述的时间推进走势图包括视电阻率-时间推进走势图和视极化率-时间推进走势图。
17、上述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，通过时间推进走势图和断层形状等值图来判断断层的上盘、下盘是否发生位移，其具体步骤为：视电阻率-时间推进走势图和视极化率-时间推进走势图中低谷区和高峰区横向距离变大时，说明断层的断距拉大，上盘、下盘发生了垂直于断层面方向的位移；当断层形状等值图中，监测钻头正对方向的异常装置显示区域不在对侧正中心时，说明监测钻头与异常装置发生相对位移，进而说明上盘、下盘发生了相对位移。
18、上述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，在时间层面，在断层无活化状态时，时间推进走势图为重复的且随时间连续不变的线形图，当断层发生活化后，时间推进走势图中后段走势图与前段走势图会发生明显差异，通过观察高峰区和低谷区随时间长短来判断断层活化程度。
19、上述的一种可实现动态监测矿井断层活化程度的方法，异常装置安装在位于上盘的钻孔的最深处，并进行注浆封堵。
20、与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：
21、(1)测点灵活布置，安装操作简单方便，省去复杂的步骤，采用监测钻头与异常装置对应安装的方式，节省成本的同时也能提高监测效率。
22、(2)通过时间推进走势图和断层形状等值图来判断断层上盘、下盘是否发生位移，通过上盘、下盘位移特征来判断断层活化程度。
23、(3)视电阻率和视极化率双参数共同监测断层活化情况，较单一参数监测更加精准，可视化图像更具有说服性，通过双参数数据变化从时间推进和空间形状层面动态监测断层活化程度。
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1.一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：位于上盘的相邻的钻孔之间间距为30m，位于下盘的相邻的钻孔之间间距为30m，位于下盘的钻孔距离断层边缘为5m，位于下盘的每个钻孔的深度为20m，位于上盘的钻孔钻透至断层面；每个监测钻头的监测范围为20～30m。
3.根据权利要求2所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：所述的异常装置由球形铜皮包裹液化乙烷制成，用以在可视化图像中对断层的图像形成鲜明对比；所述的异常装置与上盘的断层面贴合，断层处于活化状态时，上盘、下盘发生相对位移，异常装置与监测钻头也发生相对位移，此时监测钻头在监测时具有较明显的监测目标。
4.根据权利要求1所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：每个监测钻头的钻头主体尾部设置信号传输线和供电电缆，均与地表监控中心连接。
5.根据权利要求1所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：步骤六中，
6.根据权利要求5所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：通过时间推进走势图和断层形状等值图来判断断层的上盘、下盘是否发生位移，其具体步骤为：视电阻率-时间推进走势图和视极化率-时间推进走势图中低谷区和高峰区横向距离变大时，说明断层的断距拉大，上盘、下盘发生了垂直于断层面方向的位移；当断层形状等值图中，监测钻头正对方向的异常装置显示区域不在对侧正中心时，说明监测钻头与异常装置发生相对位移，进而说明上盘、下盘发生了相对位移。
7.根据权利要求6所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：在时间层面，在断层无活化状态时，时间推进走势图为重复的且随时间连续不变的线形图，当断层发生活化后，时间推进走势图中后段走势图与前段走势图会发生明显差异，通过观察高峰区和低谷区随时间长短来判断断层活化程度。
8.根据权利要求1所述的一种可实现动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：异常装置安装在位于上盘的钻孔的最深处，并进行注浆封堵。
...【技术特征摘要】
1.一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：位于上盘的相邻的钻孔之间间距为30m，位于下盘的相邻的钻孔之间间距为30m，位于下盘的钻孔距离断层边缘为5m，位于下盘的每个钻孔的深度为20m，位于上盘的钻孔钻透至断层面；每个监测钻头的监测范围为20～30m。
3.根据权利要求2所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：所述的异常装置由球形铜皮包裹液化乙烷制成，用以在可视化图像中对断层的图像形成鲜明对比；所述的异常装置与上盘的断层面贴合，断层处于活化状态时，上盘、下盘发生相对位移，异常装置与监测钻头也发生相对位移，此时监测钻头在监测时具有较明显的监测目标。
4.根据权利要求1所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：每个监测钻头的钻头主体尾部设置信号传输线和供电电缆，均与地表监控中心连接。
5.根据权利要求1所述的一种可实现时间动态监测矿井断层活化程度的方法，其特征在于：步骤六中，通过时间推进走势图和断层形状等值图来判断断层的上盘、下...
【专利技术属性】
技术研发人员：范建国，隋建才，
申请(专利权)人：山东能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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