[发明专利]冲击地压预测预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及采矿行业在强冲击地压危险区预测预警的一种冲击地压预测预警方法。

背景技术

煤矿开采达到一定深度时，由于地应力、采动应力及构造应力的共同作用，大多数矿井不同程度地受到冲击地压的威胁。

多数矿井已进入深部开采，加上煤层本身的冲击倾向性、开采技术条件及地质因素，冲击地压显现日益严重，随着开采深度的增加，冲击地压显现越来越频繁。冲击强度与破坏程度越来越大，特别是开采深度达到地表500m以下时发生尤为频繁和强烈，严重威胁安全生产。

预测预警是冲击地压防治工作的重要组成部分，它对指导采取区域性防范措施和局部性解危措施具有十分重要的意义。目前仅采用KBD-5电磁辐射仪器对冲击地压危险性进行预测，没有形成综合的预测预警方法，而电磁辐射仪器的抗干扰性和临界指标都还需要做进一步的研究，因此造成准确率偏低。影响煤矿的安全生产，因此，冲击地压矿井预测预警方法上的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种冲击地压预测预警方法，可有效解决准确预测预警冲击地压，确保煤矿安全生产的问题。

本发明解决的技术方案是，采用冲击地压预测预警三级体系，分别对矿区监测、采区监测和工作面监测，矿区监测实现对矿震监测，采区监测结合工作面监测实现对采区微震监测，工作面监测包括微震监测、地音监测、电磁辐射监测、矿压监测和钻屑法监测，所述的矿区监测又称一级监测，对整个煤田进行矿震监测，并定位震级，对于整个矿区矿震发生、运动规律进行研究分析；

采区监测又称二级监测，采用波兰微震系统（ARAMIS)，在采矿区上下山及运输大巷安装，对高位岩层的低频、高能量大微震事件实施在线连续监测；

工作面监测又称三级监测，包括：

（1）波兰微震系统（ARAMIS)：在工作面安装波兰ARAMIS微震系统探头，对高位岩层的低频、高能量大微震事件实施在线连续监测；

（2）加拿大微震监测系统（ESG）：在工作面重点防冲区域安装加拿大ESG微震监测探头，实施布控，在线连续监测重点防冲区域微震事件情况及变化规律；

（3）地音监测（ARES-5/E）：在煤壁或顶板中钻孔，将探头放入孔底与孔壁（底）耦合良好，通过煤岩体声发射频率和能率等参数的统计分析，了解声发射在冲击地压前的活动规律及特征，从而实现对冲击地压灾害的预测；

（4）电磁辐射监测预警（KBD-5）：利用KBD-5型电磁辐射仪对工作面回风巷、运输巷进行电磁辐射监测；测点布置在工作面回风巷的下帮和运输巷的上帮，每个测点监测2分钟，每天监测1次；当某一测点监测遇到干扰值偏大时，应在此点排除干扰的情况下重新监测，确认是否正常；

（5）电磁辐射在线监测预警（KBD-7）：在重点防冲区域按技术要求安置监测探头布控，实施在线连续监测，并由专人负责值班查看电磁辐射强度变化，随时进行技术分析；

（6）矿压监测系统：综采支架工作阻力监测系统用于煤矿工作面的支护工作阻力在线监测，顶板离层报警监测子系统主要用于煤矿巷道顶板及围岩深部松动和离层监测，钻孔超前应力监测是测量因采动影响煤层或岩层内部应力场的变化，是研究采场动压作用规律的重要手段之一，可用于采场冲击低压初期预测和趋势分析；

（7）钻屑法：钻屑法是通过对监测出的危险区域巷道两帮打钻孔，根据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应，鉴别冲击危险；

对矿区监测、采区监测、工作面监测得到的参数输入计算机，利用计算机软件进行综合分析，实现准确预测预警冲击地压，确保矿区的安全生产。

本发明集矿震监测、微震监测、电磁辐射、矿压监测、钻粉率指标等多项监测手段为一体的综合监测方法，能够实现 “矿区监测、采区监测、工作面监测” 的复合监测，健全多参数综合分析、预测预警体系，提高预测预报准确率，为消除冲击地压条件、减少冲击地压造成的损失提供了技术保障。

附图说明

图1为本发明冲击地压预测预警三级体系的框示图。

图2为本发明采煤工作面波兰微震系统（ARAMIS) 布置图。

图3为本发明采煤工作面加拿大微震监测系统（ESG）布置图。

图4为本发明采煤工作面地音监测系统（ARES-5/E）布置图。

图5为本发明采煤工作面电磁辐射监测预警（KBD-5）布置图。

图6为本发明采煤工作面电磁辐射在线监测预警（KBD-7）布置图。

图7为本发明采煤工作面矿压监测布置图。