[发明专利]一种承压断层活化突水多场信息协同监测临突预报方法及监测系统

权利要求书

1.一种承压断层活化突水多场信息协同监测临突预报方法，其特征在于：包括，

(1)承压断层多场信息监测系统测点布置与安装，

在断层围岩内按需打设一定数量、深度的钻孔，通过钻孔注浆的方法，将用于采集承压断层采动活化突水过程中断层围岩应力、位移、渗压、温度和微震这些前兆信息的光纤应力传感器、光纤位移传感器、光纤渗压传感器、光纤温度传感器、光纤微震传感器和采集承压断层采动活化突水过程中断层围岩视电阻率信号的网络并行电路铜片电极埋设固定在断层围岩内，并将上述传感器及网络并行电路铜片电极通过相应的导线与监测仪器连接；

(2)承压断层多场信息临突阈值与判识准则，

依据应力、位移、渗压、温度和微震这些前兆信息的初值及变化幅值，确定这些前兆信息相应的预警阈值与判识准则，并在监测仪器中设置应力、位移、渗压、温度和微震的临突阈值，根据临突阈值设定三个预警等级，第一等级为安全，允许继续带压开采，第二等级为前兆，钻孔勘探后决定是否继续带压开采，第三等级为预警，暂停开采，并注浆加固断层围岩，封阻渗流突水通道；

(3)承压断层多场信息监测结果与临突预报，

当测得的应力、位移中一个或两个达到第三等级，同时微震也达到第三等级，并且渗压、温度中一个或两个达到第三等级时，发出预警，暂停开采，注浆加固断层围岩，封阻渗流突水通道；与此同时，若网络并行电路铜片电极采集的承压断层采动活化突水过程中断层围岩视电阻率信号经安装有视电阻率信号反演成像程序的PC机得到承压断层围岩视电阻率响应云图也发生变化，进一步表明发出预警的可靠性和必要性，必须暂停开采，注浆加固断层围岩，封阻渗流突水通道；若承压断层围岩视电阻率响应云图不发生变化或几乎不变，也必须注浆加固断层围岩，钻孔勘探后决定是否继续带压开采，并做好突水防治措施；

光纤微震传感器采集承压断层围岩破坏失稳过程中微震事件的数量、能量，定位微震事件的位置，反演采动断层围岩裂隙产生、扩展、贯通形成渗流突水通道的过程及破坏裂隙微震能量的分布特征；将微震事件能量E＝1×10⁴J作为承压断层围岩破坏失稳能够形成渗流突水通道的微震能量预警阈值，同时将微震事件与断层面法向距离d＝5m作为破坏裂隙出现在断层围岩附近的微震事件位置预警阈值；

当微震事件能量E_R≤50％E，且微震事件与断层面法向距离d_R≥70％d时，达到第一等级；

当50％EE_R80％E，且70％dd_R40％d时，达到第二等级；

当80％E≤E_R，且40％d≥d_R≥0时，达到第三等级；

位移预警阈值与判识准则，u_Ri为断层围岩第i测点产生的位移，将第i测点产生的位移u_i＝5mm作为承压断层活化突水的位移预警阈值，当第i测点产生的位移u_Ri≤50％u_i时，达到第一等级；当第i测点产生的位移50％u_iu_Ri80％u_i时，达到第二等级；当第i测点产生的位移80％u_i≤u_Ri时，达到第三等级。