[發明專利]采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析方法及系統

有效

• 申請號: 202010127906.5
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111396128B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 呂祥鋒
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種用于采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析的系統，其特征在于，所述系統包括：

設于直接頂和/或老頂內的若干力傳感器，用于采集其所在位置的實時水平向作用力，所述實時水平向作用力用于判斷該位置水平作用滑動的狀態；

設于直接頂和/或老頂內的若干聲發射監測設備和若干微震傳感器，用于采集計算其所在位置處的實時豎向斷裂能及震源定位所需的原始數據；

控制中心，用于對所述力傳感器、所述聲發射監測設備和所述微震傳感器采集的數據進行處理和計算，并根據計算結果判斷是否進行預警；

預警條件具體為：滿足實時水平向作用力≥巖層界面阻力和實時豎向斷裂能≥巖層臨界斷裂能中的任意一項或兩項。

2.根據權利要求1所述的用于采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析的系統，其特征在于，所述力傳感器、所述聲發射監測設備和所述微震傳感器均設置在所述直接頂和/或老頂的臨界懸空長度內。

3.根據權利要求2所述的用于采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析的系統，其特征在于，所述聲發射監測設備和所述微震傳感器設置在相同的頂，兩者在豎直方向的間距為2m-5m，且交錯布置。

4.根據權利要求3所述的用于采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析的系統，其特征在于，所述聲發射監測設備和所述微震傳感器在水平方向安裝間距根據現場來壓步距進行確定，水平向安裝間距為來壓步距或來壓步距的整數倍數。

5.根據權利要求1所述的用于采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析的系統，其特征在于，控制中心對所述聲發射監測設備和微震傳感器采集數據的處理內容包括：通過預處理和濾波，使過濾掉背景噪音的聲發射信號和微震信號顯示一致，然后選擇有利的聲發射和微震事件做極化分析和初至拾取，獲取相對震源的方位角和縱橫波時差，進而依據縱橫波時差建立速度模型，從而計算出實時豎向斷裂能和震源定位。

6.一種采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析方法，其特征在于，適用于如權利要求1-5任一所述的系統；

所述方法將采空區對應的直接頂和/或老頂的豎向斷裂和水平作用滑動作為判斷依據，來分析采動圍巖的失穩狀態。

7.根據權利要求6所述的采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析方法，其特征在于，所述控制中心判斷是否預警的具體內容為：判斷是否滿足預警條件，若是則進行預警，否則繼續監測。

8.根據權利要求7所述的采動圍巖斷裂滑動啟動條件及失穩過程分析方法，其特征在于，不滿足預警條件繼續監測的內容包括：判斷是否滿足局部預警條件，若滿足則進行局部預警，若不滿足則繼續對采集的新數據進行處理并判斷；

所述局部預警條件具體為：巖層界面阻力＞實時水平向作用力≥90％*巖層界面阻力和巖層臨界斷裂能＞實時豎向斷裂能≥90％*巖層臨界斷裂能中的任意一項或兩項；

所述局部預警具體為向采礦管理部門預警。