[發明專利]一種基于動靜載擾動疊加的沖擊地壓預警方法

有效

• 申請號: 202011493783.3
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112594008B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 曹安業;郭文豪;王常彬;白賢棲;溫穎遠;薛成春;劉耀琪;王崧瑋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

1.一種基于動靜載擾動疊加的沖擊地壓預警方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

S1：將待評估的礦井下工作面根據不同地質構造、采掘布局劃分為不同類型的誘震區域；

所述S1中不同類型的誘震區域包括：斷層誘震區域、褶曲誘震區域、區段煤柱誘震區域、保護層遺留煤柱誘震區域、相鄰采掘工作面誘震區域、見方誘震區域和其他誘震區域；

S2：基于所述S1劃分的誘震區域，對預警時間窗口內所有微震事件進行分類；

所述S2中對微震事件進行分類的方法為：判斷所述微震事件震源中心點所屬的誘震區域類型，并根據所判斷的誘震區域類型來判斷所述微震事件的類型；

S3：統計各類型微震事件頻次占礦井工作面總微震事件頻次的比例和篩選出各類型微震事件中具有最大能量的微震事件；對各類型微震事件頻次兩兩比較，并利用比較后的比值對各類型微震事件進行活躍度標定；

所述S3中活躍度標定是采用1～9標度對微震活躍度進行標定；

S4：將評估采掘區域進行網格劃分，并在預警時間窗口內遍歷網格監測點，分別計算監測點上各類型微震事件的震動效應指數；

S5：建立微震事件類型權重判別模型，確定不同類型微震事件的權重指數；

S6：在評估周期內，結合所述S4構建的震動效應指數與所述S5確定的權重指數，對微震動載擾動強度以天為單位進行評估，并結合靜載CT反演指標建立工作面靜載與動載擾動疊加的沖擊危險性評價指數，同時進行可視化處理。

2.根據權利要求1所述的基于動靜載擾動疊加的沖擊地壓預警方法，其特征在于：所述S4是采用累加方法來計算的，具體步驟為：

S41：計算微震事件傳遞到受載點的衰減震動能量；

S42：基于所述衰減震動能量，采用累加方法計算監測點的某一類型累加震動效應；

S43：基于所述累加震動效應，遍歷網格節點，找到最大累加震動效應，得到該類型微震在各監測點引起的震動效應。

3.根據權利要求1所述的基于動靜載擾動疊加的沖擊地壓預警方法，其特征在于：所述S5具體為：

S51：建立微震類型的權重判別模型；

S52：采用所述S3中的各微震活躍度的標度取值進行每兩元素間的相對比較，得到構建權重判別矩陣；

S53：計算所述權重判別矩陣的最大特征根，并對所述最大特征根進行一致性檢驗，得到不同類型微震事件的權重指數。

4.根據權利要求1所述的基于動靜載擾動疊加的沖擊地壓預警方法，其特征在于：所述S6是采用微震累加震動效應、震動波波速層析成像技術對一段預警周期內的礦井下工作面動靜載擾動評估，具體步驟內容如下：

S61：基于所述S4劃分的網格監測點，對監測點i的各類型的震動效應及震動波波速進行無量綱處理，得到靜載集中指數和各類型微震震動效應指數；

S62：基于評估區域內的任意監測點，將所述靜載集中指數和所述微震震動效應指數歸一化處理，得到監測點的沖擊危險預警數值D_i；

S63：對各網格監測點處的沖擊危險預警數值D_i進行插值，得到評估區域的沖擊危險預警指標云圖分布；

S64：根據沖擊危險預警數值D_i確定評估區域危險等級并實時預警，并采取應對對策。

5.根據權利要求4所述的基于動靜載擾動疊加的沖擊地壓預警方法，其特征在于：所述S64中應對對策的具體方案為：

當評估區域0≤D_i＜0.15時，評估區域沖擊危險等級為無，采掘作業位于該位置時正常作業；當評估區域0.15≤D_i＜0.25時，評估區域沖擊危險等級為弱，采掘作業位于該位置時，撤出無關作業人員，對工作面實施限員管理；當評估區域當0.25≤D_i＜0.35時，評估區域沖擊危險等級為中等，停止該位置的采掘作業，在評估區域前后20m范圍進行卸壓工作；當評估區域當0.35≤D_i時，評估區域沖擊危險等級為強，停止該位置的采掘作業，人員撤離采掘作業區域，等待一段時間后在評估區域前后20m范圍進行卸壓工作。