[發明專利]一種基于微震監測的沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法

有效

• 申請號: 201610079154.3
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105626150B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 李術才;王琦;王雷;張若祥;江貝;任堯喜;孫會彬;徐奴文;潘銳;秦乾;郭念波;王保齊;王偉;劉文江
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在沿空掘進巷道中安裝高精度微震監測儀系統；

步驟2，采用高精度微震監測系統對沿空掘進巷道進行實時監測，采集圍巖破裂微震事件的位置、能量和次數，計算實體煤側和沿空側累計微震事件能量值、單位體積微震事件能量密度和單位體積巖體內部累計微震事件次數；

步驟3，在沿空掘進巷道中，布設若干巷道斷面收斂監測站，采集巷道實體煤側和沿空側的斷面收斂數值，根據斷面累計收斂值，計算巷道實體煤側和沿空側斷面的平均收斂值；

步驟4，在沿空掘進巷道中，分別在沿空側和實體煤側選擇一定量的錨桿或錨索進行拉拔試驗，統計錨桿或錨索的平均拉拔力；

步驟5，沿空掘進巷道穩定性分析：計算累計微震事件能量增加率、單位體積微震事件能量密度增加率、累計微震事件次數增加率、錨桿或錨索平均拉拔力降低率和斷面平均收斂量增加率；

步驟6，沿空掘進巷道綜合定量評價：基于步驟5得到的各評價值，利用權重分析法，建立沿空掘進巷道綜合定量評價指標，對沿空掘進巷道穩定性進行定量評價。

2.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，步驟1中，所述的高精度微震監測儀系統包括傳感器、數據采集分站、微震系統主機和地面數據綜合處理分析系統，每個傳感器接收到微震信號，通過數據采集分站將采集的電信號通過光纖與煤礦網絡分站相連，通過煤礦網絡將信號傳輸給微震系統主機，而地面數據綜合處理分析系統將電信號轉變為數字信號，并對數字信號加工處理，以實現對微震事件的定位，事件參數的獲取。

3.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，步驟2中，圍巖破裂微震的位置、能量以及次數的確認方法如下：

巷道圍巖的破裂會伴隨著彈性波或應力波的產生，傳感器采集微震信號后將其轉化為電信號，微震軟件再將電信號轉變為數字信號，通過地面數據綜合處理分析系統對微震信號進行處理和分析，確認圍巖破裂微震事件的位置、能量以及次數。

4.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，

巷道沿空側和實體煤側累計微震事件能量值為B和B'，其值分別為B＝∑B_i和B'＝∑B'_i；B_i表示巷道沿空側微震事件能量值；B'_i表示巷道實體煤側微震事件能量值。

5.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，步驟2中，所述巷道沿空側和實體煤側單位體積微震事件能量密度γ和γ'，其值為γ＝P/V和_γ'＝P’/V’，其中P和P’為圍巖破裂范圍內微震事件能量值，V和V’為圍巖破裂范圍內的體積。

6.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，

所述巷道沿空側和實體煤側累計微震事件次數為M和M'，其值分別為M＝∑M_i和M'＝∑M'_i；M_i表示巷道沿空側單次微震事件次數，M'_i表示實體煤側單次微震事件次數。

7.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，步驟3中，所述沿空側和實體煤側斷面平均收斂值為L和L'，其值分別為L＝∑L_i/W和L'＝∑L'_i/W，其中W為測力斷面收斂值次數,L_i表示沿空側斷面的單次收斂值，L'_i表示實體煤側斷面的單次收斂值。

8.如權利要求1所述的基于微震監測沿空掘進巷道動態監測與穩定評價方法，其特征在于，步驟4中，所述沿空側和實體煤側錨桿或錨索拉拔力平均值為N和N'，其值分別為N＝∑N_i/Z和N'＝∑N'_i/Z，其中Z為拉拔試驗次數；N_i為沿空側單次拉拔錨桿或錨索拉拔力；N'_i為實體煤側單次拉拔錨桿或錨索拉拔力。