[发明专利]地面压裂的监测方法

说明书

本发明提供了一种地面压裂的监测方法，其中，该方法包括：在地面压裂过程中，监测目标煤岩层的裂纹扩展实况信息；在地面压裂完成后，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态；根据所述裂纹扩展实况信息，所述覆岩活动特征，以及所述煤岩体应力状态确定地面压裂效果。通过本发明，通过压中、压后不同阶段的监测，可以全面获取与地面压裂相关的评价参数，确定地面压裂效果，为压裂井设计、布井方案优化、裂缝产量提高等提供更准确的依据，可以达到区域卸压治理冲击地压的目的。

技术领域

本发明涉及煤矿安全开采技术领域，具体而言，涉及一种地面压裂的监测方法。

背景技术

相关技术中，西部地区的神东煤田是全国已探明煤炭储量最大的整装煤田，该基地的煤炭资源产出对国民经济和社会发展发挥着重要的能源支撑作用。隶属于神东基地的东胜煤田在近年来重点筹建了红庆河、巴彦高勒、门克庆等一批深部矿井，这些矿井在开采过程中受煤层上方高位厚层顶板影响，多次发生冲击地压灾害，严重威胁了该区的煤炭安全生产。

针对厚层顶板的处理，目前煤矿采用的常规手段主要为深孔爆破和水压致裂技术，这些技术的钻孔均在煤层巷道内施工，受设备能力限制，顶板控制范围都仅是局限于近场50m范围内，显然这些方法无法实现以上深部矿井高位厚层顶板的主动控制。地面压裂采用体积压裂技术从地面对煤层上方高位厚硬岩层位置实施压裂，通过压裂降低厚硬岩层的强度和完整性，减弱高位厚硬岩层突然失稳断裂时对采场围岩形成强烈的动载扰动，可以实现对冲击地压的区域卸压和源头治理，是解决东胜煤田深部矿井冲击地压问题的有效方法。实施地面压裂技术时，通常采用压裂时的监测结果进行压裂效果评估，但其不能客观反映实施地面压裂后能否达到降低冲击地压安全风险的预期效果。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种地面压裂的监测方法。

根据本发明的一个实施例，提供了一种地面压裂的监测方法，包括：在地面压裂过程中，监测目标煤岩层的裂纹扩展实况信息；在地面压裂完成后，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态；根据所述裂纹扩展实况信息，所述覆岩活动特征，以及所述煤岩体应力状态确定地面压裂效果。

可选的，在地面压裂过程中，监测目标煤岩层的裂纹扩展实况信息，包括：向所述目标煤岩层内注入压裂液，增加孔隙流体压力直到岩石破裂；监测所述目标煤岩层的岩石破裂时发出的地震波，并根据所述地震波解析得到目标煤岩层的裂纹扩展实况信息。

可选的，监测所述目标煤岩层的岩石破裂时发出的地震波，并根据所述地震波解析得到目标煤岩层的裂纹扩展实况信息，包括：通过检波器采集在压裂过程中微地震波的波形信息；对所述波形信息做极化分析和初至拾取，获取所述目标煤岩层相对震源的纵横波时差；根据所述纵横波时差建立速度模型，以定位所述震源；根据所述震源的事件簇生成所述目标煤岩层在压裂过程中裂缝生长的几何形状和空间展布。

可选的，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：通过所述目标煤岩层下方的工作面顺槽内的传感器采集微震事件的微震信号；将所述微震信号转变为电信号，对所述电信号进行模数转换得到数字信号；对所述数字信号经滤波处理后，基于定位算法和能量算法计算所述微震事件的定位信息及能量信息。

可选的，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：通过所述目标煤岩层下方的工作面前方顺槽内的地音探头采集地音信号；将所述地音信号转化为电压信号，根据所述电压信号分析所述目标煤岩层下方的低位岩层活动强度。