[發明專利]一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法

在審

• 申請號: 202111298259.5
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114048530A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 張玉亮;徐元強;郭偉成;崔琳
• 申請（專利權）人: 華亭煤業集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：分析華亭礦區硯北煤礦250207工作面4次典型的沖擊顯現前礦震釋放能量與工作面推進度之間的關系統計情況；

S2：分析硯北煤礦250202^上綜采工作面2018年10月11日發生沖擊地壓顯現(微震監測能量為4.57×10⁵J)工作面產量、礦震頻次與礦震釋放總能量關系統計圖；

S3：分析硯北煤礦250207工作面沖擊地壓顯現前礦震釋放能量與工作面放煤高度之間的關系統計圖；

S4：分析華亭煤礦250103回采工作面2011年9月30日至10月2日連續3天的微震監測震源平面定位情況；

S5：對以上分析進行總結，微震對礦山沖擊地壓預警具有獨特優勢，利用以下定性指標評價評價是否有沖擊危險性，在現場取得了明顯效果：(1)小能量(能量等于或小于10⁴J級別)震動無規律分散分布，震動頻次與總能量同步下降或上升，無論震動頻次多高，震動釋放的總能量有多大，表示煤巖層集聚的能量在平緩穩定地釋放，一般不會發生沖擊地壓顯現；(2)小能量(能量等于或小于10⁴J級別)震動的空間分布從雜亂分散變為較規律的排列，大能量(能量大于10⁴J級別)震動次數增加，震中遷移并集中，預示沖擊地壓危險性增大。(3)震動分散，震動頻次持續增加，震動總能量持續增大，突然，震動頻次變小，但震動總能量持續增大，甚至翻倍，預示沖擊地壓危險性增大。

2.根據權利要求1所述的一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法，其特征在于，所述S1中，工作面忽快忽慢推進或工作面停產后恢復生產時，突然快速推進都可能引發沖擊地壓。也就是說，工作面非勻速推進，是誘發沖擊地壓的重要因素；沖擊地壓發生前，礦震釋放能量級別基本都在10⁵J以上。

3.根據權利要求1所述的一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法，其特征在于，所述S2中，工作面推進速度是評價回采工作面沖擊危險程度大小的重要指標之一，且工作面是否勻速推進，即工作面相鄰兩日推進度相差大小，也是影響工作面沖擊危險程度的重要因素，工作面推進速度變化幅度越大，誘發沖擊的危險程度也隨之增大。

4.根據權利要求1所述的一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法，其特征在于，所述S1和S2中，根據華亭礦區各沖擊地壓礦井回采工作面防沖實踐總結，綜合考慮生產任務和防沖要求，將回采工作面日推進度控制在3.2m之內，且盡量保持勻速推進，若遇特殊情況，工作面相鄰兩日推進度相差控制在最小程度(以華亭礦區各礦井回采循環進度0.8m考慮，相鄰兩日推進度之差應控制在0.8之內)，對防沖是比較有利的，隨著采高的增加，沖擊地壓危險性也隨之增加。華亭礦區各沖擊地壓礦井均采用綜放開采，采高一般都為3m，所以要降低沖擊地壓危險，只能從減小放煤高度入手。對綜放開采而言，工作面放煤時，由于瞬時放落的煤量大，會突然改變放煤區域的應力狀態，煤層會出現突然卸壓、增壓，能量的釋放量和釋放速度也會顯著增加，導致煤層及圍巖應力發生急劇變化，當應力超過煤巖層的極限應力時，就會誘發沖擊地壓。

5.根據權利要求1所述的一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法，其特征在于，所述S3中工作面礦震釋放能量與放煤高度及其變化幅度存在一定的關系。放煤高度過大(9.0m以上)或放高變化幅度大都可能引發沖擊地壓。對于華亭礦區各沖擊地壓礦井來說，因各礦回采工作面設計采高基本都為3.0m，所以控制開采高度實際也就是控制采放比。放煤高度過大，采空區懸頂離采場底板的高度就越大。對于堅硬頂板煤層而言，工作面頂板垮落充填采空區的高度不大于采放煤高度時，上覆巖層破斷下沉釋放的能量和瞬時垮落對采場底部的劇烈沖擊就可能引發沖擊地壓。

6.根據權利要求1所述的一種基于開采強度及微震分析的煤礦沖擊地壓預測方法，其特征在于，所述S1、S2和S3中，對于華亭礦區各沖擊地壓礦井具體開采條件而言，為了科學評價沖擊地壓危險性，在綜合指數法開采技術條件因素11項評價指標的基礎上，引入影響工作面沖擊地壓危險性的一個重要因素——開采強度及均衡生產因素。通過現場實踐統計分析，將開采強度及均衡生產因素可歸納為三個具體的指標：回采工作面推進速度、回采工作面相鄰兩日推進度變化大小和放頂煤工作面放高與采高之比。參照沖擊危險性評價生產技術因素指標評價指數取值方法，賦予相應的指數。基于華亭煤田各沖擊地壓礦井綜放工作面采高基本都為3.0m，循環進尺基本都為0.8m的具體情況進行賦值。