[發明專利]一種監測底板突水的微震監測方法

在審

• 申請號: 201610031581.4
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105652311A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 陳通;程關文;王悅;唐春安;王蘇健;李連崇;馮海;馬天輝;李濤
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司;大連理工大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

【技術領域】

本發明屬于巖土工程領域，特別涉及一種監測底板突水的微震監測方法。

【背景技術】

煤礦突水監測以礦井地球物理勘探方法為主。該技術主要是利用井巷工程更加靠近地質和 水文地質體的特點，在井下進行不同巖體組分的物性差異、電性差異、磁性差異、聲波傳播性 差異等的監測和研究。現階段，在煤礦突水監測中應用較廣泛的有三種：礦井電阻率法、礦井 瞬變電磁法和礦井底板破壞裂隙帶探測法。近年來國內用于巷道頂、底板構造和水文地質條件 探查的礦井電法技術發展較快，將高密度電阻率法、斷面測深技術和三維電阻率成像技術引入 煤礦井下，發明了“方波讀數法”、減小接地電阻等壓制井下強地電干擾的方法，解決了井下 施工的技術難題。

1998年起，中國礦業大學開始從事礦井瞬變電磁法的試驗、應用工作。礦井瞬變電磁法 是一類非接觸式探測技術，屬于時間域電磁法。

礦井底板破壞裂隙帶探測法是應用物探、注(放)水等手段來觀測底板破壞情況。應用較 多的是注(放)水法、地質雷達、震波CT成像技術、直流電阻率法。

近年來中國礦業大學竇林名等采用分析巖石破壞時產生的電磁輻射信號的方法來監測底 板巖石破壞情況。但仍存在以下幾個問題：

1)在突水預測評價理論上還缺乏針對不同突水模式的系統性研究；2)在連續實時監測煤 礦突水方面還缺乏有效的方法；3)含導水構造的地球物理探測，特別是井下超前探測方面， 缺少對小構造(特別是5m以下的導水斷層)探測的研究，缺少深部地質結構精確空間定位的 理論和方法。

微震監測技術是一種對巖體在變形破壞過程中所產生的微破裂進行定時、定位監測的技 術。當巖石中的裂紋產生、擴展、摩擦時，內部積聚的能量便以應力波的形式釋放，產生微震 事件，并通過P波和S波的形式傳播。微震監測系統通過地震檢波器或加速度傳感器就可以 將接受的波形轉化成電信號并經數據采集系統轉換成數據信號，借助專業化的數據處理軟件， 就能夠實現在三維空間中實時準確地確定巖體中微震事件發生的時間、位置、量級(即時空強)， 從而對巖體受力破壞的活動范圍、穩定性及其發展趨勢做出定性、定量評價。

因此，采用微震監測對突水通道的形成進行探測，并結合水文地質資料對底板突水進行監 測是可行的。現有技術中，隨著工作面的向前推移，需要不斷地拆除舊的微震傳感器，并布置 新的微震傳感器。布置方式不僅操作繁瑣，消耗人力，而且不斷地拆除與安裝，還會大大影響 微震傳感器的傳感精度和靈敏度。缺乏行之有效的承壓開采煤礦工作面底板的微震傳感器布 置、安裝及微震系統線路防護方法。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種監測底板突水的微 震監測方法。本發明方法可以有效防止采空區頂板冒落對微震監測系統線路的破壞，并能保證 微震傳感器具有較好的傳感精度和靈敏度。

本發明采用以下技術方案：

一種監測底板突水的微震監測方法，首先在巷道的底板上布置多個鉆孔，每一個鉆孔內至 少安裝一個微震傳感器；待微震傳感器與鉆孔底部的巖壁貼牢后，向鉆孔內倒入水泥砂漿或混 凝土直至完全覆蓋微震傳感器，最后在鉆孔內再次填滿填料對鉆孔進行封孔。

所述鉆孔的孔深應保證穿過巷道底板煤層，并進入到煤層底板下的基巖。

向鉆孔內倒入水泥砂漿或混凝土后，待泥漿開始凝固但尚未完全凝結時，將傳感器安裝工 具抽出鉆孔。

所述鉆孔的孔徑為微震傳感器直徑的3-5倍。

所述鉆孔與垂直方向的夾角α為：30°～60°，所述鉆孔與巷道走向的夾角β為：-45° ～45°。

所述鉆孔采用水泥砂漿或混凝土進行封孔。

所述鉆孔的孔口位置至微震監測系統的井下工作站之間的電纜采用PPR管進行防護。

在巷道內鉆孔的一側以及煤渣及煤巖體上挖掘有用于埋設PPR管道的線槽，所述PPR管 道的側面開設有槽口用于安裝電纜。

所述鉆孔的布置規則為：在回采危險區密集，在非回采危險區相對疏松。

在回采危險區，每隔60米水平布置一個鉆孔，在非回采危險區，每隔100米水平布置一 個鉆孔。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：