[發明專利]一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法

在審

• 申請號: 202011312563.6
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112483174A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 周坤友;竇林名;鞏思園;曹晉榮;白金正;闞吉亮;柴彥江;牟亮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01V1/30;G01V1/28
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 張旭

1.一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法，其特征在于，具體步驟為：

①確定沖擊危險等級及范圍

利用已知的煤礦沖擊危險評價方法，充分考慮煤層埋深、斷層、褶曲、巖層結構及煤厚變化的因素，確定正在采掘及待采掘區域中沖擊危險區域的等級及其范圍；

②施工新掘煤巷并布設拾震傳感器

在沿開拓大巷的開拓方向在沖擊危險區域前方確定新掘煤巷的位置，然后在該位置施工新掘煤巷且使新掘煤巷的走向與已掘巷道的走向平行；然后在新掘巷道、開拓大巷和在強沖擊危險范圍后方距離其最近的已掘巷道內分別布設多個拾震傳感器，形成對待掘沖擊危險區域的有效包圍；

③掘進工作面沖擊危險的反演分析

通過各個拾震傳感器實時采集沖擊危險區域周圍的掘進工作面及鄰近回采工作面的礦震波形，建立監測范圍內震動波CT反演模型并采用已知的反演算法進行沖擊危險區域的震動波波速CT反演，獲得反演區域內各個點的波速值和反演區域內的波速平均值以及射線密度，以射線密度確定反演可靠區域，然后基于沖擊危險預警模型，對掘進工作面工作過程中反演可靠區域內不同位置的沖擊危險等級進行實時預警。

2.根據權利要求1所述的一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法，其特征在于，步驟②中新掘煤巷和已掘巷道的長度均超過沖擊危險區域在已掘巷道走向上的長度。

3.根據權利要求1所述的一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法，其特征在于，步驟②中在新掘巷道、開拓大巷和已掘巷道內的相鄰拾震傳感器間距均為100～200m。

4.根據權利要求1所述的一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法，其特征在于，所述步驟③中震動波CT反演模型采用自適應不等間距網格劃分方法建立，其中震源集中區內節點間距為10m，震源集中區外節點間距為20m；所述反演算法為同時迭代重建法。

5.根據權利要求1所述的一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法，其特征在于，所述步驟③中沖擊危險預警模型為：

波速異常系數

式中：V_p為反演區域中任一點的縱波波速值，為反演區域內的波速平均值；

A_n與沖擊危險之間的關系

6.根據權利要求1所述的一種掘進工作面沖擊危險震動波CT反演系統的布置方法，其特征在于，所述步驟③中反演可靠區域為射線密度大于10條的區域。