[發(fā)明專利]煤礦突水危險(xiǎn)預(yù)警方法及巖體單一裂隙發(fā)育范圍計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010637427.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111810239B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟常治;辛崇偉;靳國棟;陳文國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京安科興業(yè)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06Q50/02
• 分類號(hào): G06Q50/02;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京頭頭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11729
• 代理人: 白芳仿;王方明

1.一種煤礦突水危險(xiǎn)預(yù)警方法，其特征在于，包括：

步驟一，根據(jù)煤礦底板隔水巖層的厚度布置震動(dòng)信號(hào)采集裝置，并將所述隔水巖層在豎直方向上、自上而下劃分為若干厚度相同的隔水分層；

步驟二，所述震動(dòng)信號(hào)采集裝置實(shí)時(shí)采集微震事件信息，根據(jù)采集到的所述微震事件信息分析計(jì)算由每個(gè)微震事件造成的巖體單一裂隙發(fā)育范圍；

步驟三，間隔預(yù)設(shè)時(shí)間周期T，將當(dāng)前時(shí)刻T_x至初始時(shí)刻T₀時(shí)間段內(nèi)采集到的所有微震事件按照其空間位置劃分至每個(gè)所述隔水分層，其中，x為正整數(shù)；

步驟四，對(duì)每個(gè)所述隔水分層內(nèi)所有所述微震事件造成的所述巖體單一裂隙發(fā)育范圍進(jìn)行能量核密度計(jì)算，得到每個(gè)所述隔水分層的能量核密度值平面分布結(jié)果；

步驟五，依據(jù)所述能量核密度值平面分布結(jié)果，將各所述隔水分層的每個(gè)網(wǎng)格的能量核密度值W_ia與該層的破壞預(yù)警初值W_i0進(jìn)行比較，若W_ia≥W_i0，則該網(wǎng)格處達(dá)到突水條件，否則未達(dá)到突水條件，其中，i為與所述隔水分層層數(shù)對(duì)應(yīng)的正整數(shù)，a為同一所述隔水分層中網(wǎng)格的序數(shù)；

步驟六，將各所述隔水分層的比較結(jié)果在豎直方向上進(jìn)行疊加，保持水平坐標(biāo)一致，獲得重疊的破壞區(qū)域達(dá)到突水條件的隔水分層數(shù)占隔水分層總數(shù)的比值N，將比值N與預(yù)設(shè)判斷閾值進(jìn)行比較，獲得突水危險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果；

步驟七，重復(fù)所述步驟二至六。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦突水危險(xiǎn)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟二中，所述微震事件信息經(jīng)解析得到每個(gè)微震事件震源的起震時(shí)間、空間坐標(biāo)、震級(jí)、能量和層位，計(jì)算每個(gè)所述微震事件造成的所述巖體單一裂隙發(fā)育范圍包括：

①根據(jù)所述微震事件信息解析后得到的數(shù)據(jù)，繪制網(wǎng)格工程平面圖；

②根據(jù)預(yù)設(shè)震源尺寸范圍，確定每個(gè)所述微震事件的搜索半徑r_m，其中，m為微震事件的序數(shù)；

③在所述網(wǎng)格工程平面圖中，以每個(gè)所述微震事件的水平坐標(biāo)為圓心、搜索半徑r_m為半徑確定圓形區(qū)域，依據(jù)二次核函數(shù)算法，將每個(gè)所述微震事件的能量分配到所述圓形區(qū)域的每個(gè)網(wǎng)格，各所述網(wǎng)格的能量值K(x_m)從所述圓形區(qū)域的圓心處到圓邊緣處呈二次函數(shù)變化梯度，

式中，r_m為微震事件m的搜索半徑，x_m為微震事件m的x軸坐標(biāo)，E_m為微震事件m的能量值，圓心處為最大值K_max。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦突水危險(xiǎn)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟四包括：

①將每個(gè)所述隔水分層的每個(gè)網(wǎng)格分配到的能量值進(jìn)行疊加，計(jì)算得到每個(gè)所述隔水分層的所述能量核密度值平面分布結(jié)果；

②根據(jù)每個(gè)所述隔水分層的所述能量核密度值平面分布結(jié)果繪制等線圖并采用漸變色填充成計(jì)算成果云圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦突水危險(xiǎn)預(yù)警方法，其特征在于，所述破壞預(yù)警初值W_i0在應(yīng)用過程中結(jié)合工程情況不斷優(yōu)化修正。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦突水危險(xiǎn)預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟六中，所述預(yù)設(shè)判斷閾值及判斷標(biāo)準(zhǔn)包括：

N＜1/4時(shí)，該網(wǎng)格位置無突水危險(xiǎn)；

1/4≤N＜1/2時(shí)，該網(wǎng)格位置為弱突水危險(xiǎn)；

1/2≤N＜3/4時(shí)，該網(wǎng)格位置為中等突水危險(xiǎn)；

N≥3/4時(shí)，該網(wǎng)格位置為強(qiáng)等突水危險(xiǎn)。