[發明專利]基于微震的沖擊地壓礦井褶曲區域沖擊危險動態預測方法

在審

• 申請號: 202111253521.4
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113962466A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 宋士康;竇林名;呂衛東;陳本剛;侯濤;周坤友;董近興;馬小濤;牟亮;張濤;劉慶;任康江
• 申請（專利權）人: 陜西正通煤業有限責任公司;中國礦業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 徐州蘇越知識產權代理事務所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

1.一種基于微震的沖擊地壓礦井褶曲區域沖擊危險動態預測方法，其特征在于，具體步驟為：

(1)在采煤工作面正常回采后，選擇工作面向斜軸及距向斜軸沿走向方向前后各L_r范圍為礦震統計區間；

(2)將工作面回采線首次進入礦震統計區間的位置，確定為起始位置，通過礦井的微震監測系統采集從起始位置起工作面回采時礦震統計區間內的礦震信號，并利用縱波首次進入時間法和能量密度法分別確定各自礦震信號的震源位置及能量；

(3)根據步驟(2)中得出的礦震信號的震源位置及能量，統計工作面回采過程中礦震統計區間內日礦震總頻次Q及日礦震總能量E，并分別繪制出礦震統計區間內日礦震總頻次Q及日礦震總能量E隨工作面回采距離的曲線；

其中，工作面回采距離L_i的計算公式為：

L_i＝a₁+a₂+a₃+…+a_i

式中，a_i為工作面第i天的回采進尺，從工作面回采線進入礦震統計區間時開始統計；

(4)根據步驟(3)統計得出礦震信號的日礦震總頻次Q及日礦震總能量E，定量化分析定義礦震發生時的四種前兆響應指標，響應指標為：礦震能量動態變化率N_E、礦震頻次動態變化率N_F、礦震能量偏差值D_E、礦震頻次偏差值D_F，根據統計得到的礦震事件分別對其值進行計算；

其中，各指標計算公式為：

①能量變化率指標N_E為：

式中，N_E為動態變化率；M為礦震當日最大能量值，J；X為礦震日平均能量，J；

②頻次變化率指標N_F為：

式中，N_F為頻次動態變化率；D為礦震當日總頻次，次；Y為大能量礦震次數，次；

③能量偏差值指標D_E為：

式中，D_E為能量偏差值，J；E_max為七日內最大能量值，J；為七日內礦震日平均能量，J；

④頻次偏差值指標D_F為：

式中，D_F為頻次偏差值，次；D_t為七日內礦震總頻次，次；為前七日日平均頻次，次；

(5)將步驟(4)獲得的N_E、N_F、D_E、D_F指標確定為礦震危險等級的劃分依據，并進一步對危險等級進行定義：當日四個指標均未超過各自的預測指標值時，危險狀態為無；任何一個指標超過其預測指標值時，危險狀態為弱；任何兩個或三個指標超過各自的預測指標值時，危險狀態為中等；四個指標均超過各自的預測指標值時，危險狀態為強，從而完成對褶皺區沖擊危險性的動態預測。

2.根據權利要求1所述的基于微震的沖擊地壓礦井褶曲區域沖擊危險動態預測方法，其特征在于，所述步驟(2)中采集的自然礦震信號均為通過已知方法將干擾波剔除后的礦震信號，其中日礦震總能量和日礦震總頻次具體計算方法為：

式中，Q為礦震統計區內日礦震總頻次，個；E為礦震統計區內的日礦震總能量，J。

3.根據權利要求1所述的基于微震的沖擊地壓礦井褶曲區域沖擊危險動態預測方法，其特征在于，所述步驟(4)中各個指標的預測指標值為：能量動態變化率N_E的預測指標值為75％，頻次動態變化率N_F的預測指標值為0.75，能量偏差值D_E的預測指標值為3，頻次偏差值D_F的預測指標值為0.05。