[發明專利]基于礦井電法監測的水害實時分級預警方法及系統

有效

• 申請號: 201711265780.2
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108104876B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 魯晶津;寧殿艷;王冰純;段建華;范濤;趙兆;岳輝
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊文錄

本發明采用三維電阻率反演對監測數據進行自動、實時處理，根據反演所得煤系地層電阻率的實時變化情況，自動對工作面突水風險進行分級判斷，自動、實時發送分級預警信息，實現了工作面水害預警的自動化和智能化，便于監測人員實時掌控回采工作面導水通道的發育情況，及時對突水隱患進行排查，為礦工的生命安全和礦方的財產安全提供了有力的保障。

技術領域

本發明涉及一種水害實時預警方法及系統，屬于礦井開采技術領域，具體是涉及一種基于礦井電法監測的水害實時分級預警方法及系統。

背景技術

工作面水害往往由含、導水地質構造誘發。含、導水地質構造在靜態條件下不會引發突水事故，但在采掘活動的影響下，由于地應力分布發生變化，導致巖石的構造裂隙擴大或發生新的破裂，含、導水地質構造會進一步發育為煤層和含水層之間的導水通道，從而導致工作面水害的發生。含、導水地質構造相對煤系地層而言一般表現為低阻，可以用礦井電法進行探測。

礦井電法根據異常地質體與圍巖間的電性差異來探測識別異常區域，與其他物探方法相比，在探測表現出低阻特性的含、導水構造時具有獨特優勢。含、導水地質構造發育為導水通道的過程中，低阻區域的范圍會逐漸發生變化，因此，在工作面回采過程中可以應用礦井電法對導水通道的發育過程進行監測，為突水風險的預測提供參考依據。

然而，礦井電法監測資料只能直觀地反映煤系地層的電性變化情況，如何根據電性變化情況判斷導水通道的發育情況則需要依靠資料解釋人員的經驗去判斷。人工經驗判斷在時間上有一定的滯后性，有時也會因為電性變化微弱導致漏判或誤判的發生，無法對工作面突水風險進行及時有效的預警。目前，工作面回采過程中面臨的多為高承壓水，導水通道一旦形成，水害的發生都極為迅猛，嚴重威脅了礦工的生命安全和礦方的財產安全，因此，基于礦井電法監測的工作面水害自動、實時、分級預警方法的實現十分有必要。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的水害預警存在滯后性，電性變化微弱導致漏判或誤判的發生，無法對工作面突水風險進行及時有效預警的技術問題，提供了一種基于礦井電法監測的工作面水害實時預警方法及系統。該方法及系統根據煤系地層電阻率的實時變化情況對工作面突水風險進行判斷并進行自動、實時、分級預警，實現了工作面水害預警的自動化和智能化，具有較高的時效性，也可有效避免人工誤判。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種基于礦井電法監測的工作面水害實時分級預警方法，包括：

初始建模步驟，根據回采工作面的地質資料，建立煤系地層的初始三維電阻率模型；

反演預警步驟，利用所述初始三維電阻率模型反演各批次井下實時監測數據得到反演三維電阻率模型，當相鄰兩個批次的反演三維電阻率模型重合并且電阻率差值序列中存在負值時，判斷為存在風險并預警，否則繼續反演下一批次井下實時監測數據；

其中，所述電阻率差值序列為本次反演三維電阻率模型的電阻率值與上次反演三維電阻率模型的電阻率值之差。

優化的，上述的一種基于礦井電法監測的工作面水害實時分級預警方法，所述數據反演預警步驟還包括：

三級預警子步驟，針對電阻率差值序列中小于0的點，根據坐標信息找出差值序列的局部最小值，保存局部最小值和其對應的坐標位置；發送包含局部最小值坐標位置的三級預警信息。

優化的，上述的一種基于礦井電法監測的工作面水害實時分級預警方法，所述數據反演預警步驟還包括：

二級預警子步驟，判斷本次計算得到的局部最小值和上次計算獲得的局部最小值是否存在位置重合點，若是則保存重合的坐標位置，發送包含重合坐標位置的二級預警信息。

優化的，上述的一種基于礦井電法監測的工作面水害實時分級預警方法，所述數據反演預警步驟還包括：