[發明專利]基于底板巷的微震監測陣列布置方法

在審

• 申請號: 202111405674.6
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114089417A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 賈靖;傅先杰;李玉寶;廉法憲;程世貴;張愛華;趙立松;尚斌;吳東;高生保;夏小亮;儲成想;陳建東;盧鋼;周金艷
• 申請（專利權）人: 河北煤炭科學研究院有限公司;中煤新集能源股份有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;E21F17/18
• 代理公司: 河北冀華知識產權代理有限公司 13151
• 代理人: 侯迎新

本發明公開了一種基于底板巷的微震監測陣列布置方法，屬于煤礦突水監測技術領域，包括如下步驟：分析工作面底板巷微震監測陣列布置方案的可行性、確定底板巷與工作面巷道的微震監測陣列布置方案、構建工作面底板巷微震監測模型及系統，對工作面回采期間底板突水危險性、采后應力場恢復及安全性進行監測評價。通過在底板巷、巷道聯合布置微震監測系統，構建空間、立體、動態監測陣列，發揮底板巷穩定性好、保留時間長的特點，對工作面采前、采中、采后進行全程監測，改善微震監測陣列的整體監測效果，可有效解決常規工作面巷道監測陣列服務周期短、監測范圍小、干擾大、針對性及靈活性差等問題。

技術領域

本發明屬于煤礦突水監測技術領域，尤其涉及一種基于底板巷的微震監測陣列布置方法。

背景技術

煤礦突水是常見的突發性強烈的礦井災害，嚴重制約著煤炭資源的開發。因此，煤礦突水監測預警技術，是關乎煤礦生產安全，預防和避免煤礦重特大突水事故的一項重要技術。目前常用微震監測技術對巖體發生變形破壞過程的巖石破裂位置進行定位監測，微震監測技術中所用微震檢波器具備一定范圍的“遠場探測”功能，可以捕捉到周圍空間范圍內(監測半徑400-500m)微小的震動信號。因此，這種非接觸式監測方法，具有監測范圍大、全空間連續監測、時效性強等優點，可有效解決煤礦突水全空間、實時、連續監測、提前預警等問題。

但是，目前大部分微震檢波器均布置在采煤工作面回采巷道中，空間上呈類平面狀，隨工作面推進，受礦壓影響，采線后方發生底鼓變形、頂板垮落，相應位置檢波器遭到破壞，存在監測時間短、監測范圍小、鏡像效應干擾、重點區域針對性差、靈活性差等弊端，成為一個行業性難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于底板巷的微震監測陣列布置方法，旨在解決現有技術中常規工作面巷道監測陣列服務周期短、監測范圍小、干擾大、針對性及靈活性差的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種基于底板巷的微震監測陣列布置方法，包括如下步驟：

S1、根據所監測工作面底板巷布置情況，分析該工作面底板巷微震監測陣列布置方案的可行性；

S2、根據預期監測目的，分析底板巷與工作面的空間位置關系，初步確定底板巷及工作面巷道內的微震監測陣列布置方案，所述微震監測陣列布置方案包括底板巷與底板巷、底板巷與巷道、巷道活點與定點聯合布置方案；

S3、基于底板巷的微震監測陣列，構建工作面底板巷微震監測模型及系統，對工作面回采期間底板突水危險性、采后應力場恢復及安全性進行監測評價。

進一步的技術方案，所述步驟S1包括以下步驟：

a.底板巷至頂部工作面垂距不小于h，巷道穩定性不受采動破壞，可長期保

留。h計算公式如下：

h＝0.0085H+0.1665α+0.1079L-4.3579

式中，h為工作面底板破壞深度,m；H為煤層埋深,m；α為煤層傾角,°；L為工作面長度,m。

b.底板巷距底部強含水層間距t滿足安全隔水層厚度要求，計算公式如下：

式中，t為安全隔水層厚度，m；L為巷道底板寬度，m；γ為底板隔水層的平均重度，MN/m³；Kp為底板隔水層的平均抗拉強度，MPa；p為底板隔水層承受的實際水頭值，MPa。

進一步的技術方案，所述步驟S2中確定微震監測陣列布置方案有以下三種方式：