[发明专利]监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法

说明书

本发明涉及一种监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法，其中包括将冲击倾向性指标进行归一化处理，并与试验得到的剪应力综合指标进行综合处理，得到相应的冲击倾向性综合判定指标，并以此判定冲击地压危险性。采用本发明的监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法，能实现目标区域冲击危险性的实时监测和预警，操作简便，费用较低，精度提高，具有更广泛的应用范围。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及煤矿开采风险规避技术领域，具体是指一种监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法。

背景技术

煤炭是我国的重要能源，随着近几年产业结构调整和环境保护的需求，石油、天然气以及新能源比例变大，煤炭资源的消费有所降低。但“富煤、贫油、少气”的现状使煤炭在未来几十年内仍占主要能源。目前，东部地区的浅部煤炭资源已基本被开采完，开采深度逐渐向深部发展。预计在未来20年，我国多数煤矿将进入1000m到1500m的开采深度。随着煤炭深部开采时代的到来，深部围岩受“三高一扰”(高地应力、高渗透压力、高地温、强开采扰动)影响，煤矿冲击地压发生趋于频繁。原来有冲击灾害的矿井，冲击危险性越发严峻；原来没有冲击灾害的矿井，也逐步出现冲击现象。冲击地压是指井巷或工作面周围煤岩体由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它不仅能造成井巷破坏、人员伤亡、地面建筑物破坏，而且还会引起瓦斯、煤尘爆炸、火灾及水灾，干扰通风系统等，是煤矿重大灾害之一，严重影响着煤矿的安全、高效开采。由于煤矿地质和开采条件的复杂性，冲击地压灾害发生的时间与地域具有多样性和突发性，因此对其进行预测预警也就成为世界性难题。尤其是对煤层分叉合并区冲击灾害的研究不够充分，对其冲击危险性进行监测预警目前还存在很多不足，比如国标规定的冲击倾向性指标是采用实验室试验进行测定的，仅仅代表煤体材料本身的属性，不能反映地质和开采的影响；弹性波CT反演技术还不能做到实时预警；微震法和声发射技术及电磁辐射技术误差较大、准确率比较低。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种快速精准判断目标区域冲击地压危险性的监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法。

为了实现上述目的，本发明的监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法具有如下构成：

该监测预警煤层分叉合并区冲击地压危险性的方法，其主要特点是，所述的方法包括一下步骤：

(1)将该煤层的冲击倾向性指标进行归一化处理，得到冲击倾向性综合指标；

(2)对该煤层的分叉合并区采集取样进行冲击剪切试验，得到该煤层的分叉合并区的抗剪强度和相应的剪应力综合指标；

(3)将所述的冲击倾向性综合指标和所述的剪应力综合指标进行综合处理，得到相应的冲击倾向性综合判定指标；

(4)根据所述的冲击倾向性综合判定指标来判定该煤层的分叉合并区的冲击地压危险性。

进一步地，所述的冲击倾向性指标包括动态破坏时间指数、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强指数，所述的将该煤层的冲击倾向性指标进行归一化处理，得到冲击倾向性综合指标，具体为：

将冲击倾向性指标按如下公式进行归一化处理并得到冲击倾向性综合指标，并通过对分叉合并区所在煤层采样进行冲击倾向性鉴定试验得到煤层的分叉合并区的冲击倾向性综合指标的数值：