[发明专利]一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法

权利要求书

1.一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，其特征在于，通过对直接量化指标、统计指标进行综合分析，进而得到系列指标的变化趋势，从而发布采场预测预警信息；所述的直接量化指标包含有矿山能量指数变化率、矿山视体积变化率、矿山b值、矿山能量，统计指标包含有矿压变化趋势、底板破坏深度变化趋势、水流量变化趋势、微震事件分布。

2.根据权利要求1一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，根据采场工作面的生产地质条件，确定安装巷道布置微震监测系统，微震传感器在单一巷道内间排距介于50-200m之间，且保证在采场空间内形成空间交错的传感器监测网，使其能够完全监测整个工作面的采动情况；

步骤二，同时在采场内布置矿压监测系统、水文监测系统，与微震系统监测同步采集工作面内矿压数据、水流量监测数据，运行后实时获取数据；

步骤三，工作面回采前调试微震监测系统，工作面推进后运行并实时处理采集得到的微震数据，定位微震事件所发生的位置，获得微震监测得到的采动引起的原始震源参数数据库；

步骤四，对所获得的微震监测数据进行波形识别及定位处理，按照时间顺序排列微震事件，计算所需要的震源参数：

矿山能量指数其计算方法为：其中P_i为微震监测所得到的第i个微震事件的微震体变势，E_i为微震监测所得到的第i个微震事件的能量，而d和c为以logP_i为自变量、logE_i为因变量所得的线性拟合参数；

矿山视体积V_At，其计算方法为：其中M_i为微震监测所得到的第i个微震事件的地震矩，σ_Ai为微震监测所得到的第i个微震事件的视应力；

矿山b_t值，其计算方法为：logm(M)＝a-bM，其中M为微震震级，m(M)为以震级M为中心的小区间(M+ΔM)在单日阶段内发生微震的次数，a和b值为M为自变量、以logn(M)为因变量所得的线性拟合系数；

矿山能量E_Dt，其计算方法为：其中E_i为监测阶段单日内第i个微震事件数的能量值；

步骤五，按照时间顺序排列微震事件，计算直接量化指标矿山视体积及矿山能量指数随时间变化率，初始以连续发生的k个事件为基础拟合直线变化趋势，k10，从而计算参数的拟合变化率，然后保证参与计算的事件数量为k，每次运算叠加k个事件后面发生的一个微震事件，并去掉k个事件中的第1个微震事件，以此类推完成对每个微震事件所引起的变化率计算；

步骤六，直接量化指标及统计指标的各参数在特定矿井及工作面进行大于1个月的稳定监测后，获取稳定阶段的数据，从而得到稳定阶段的直接量化指标的阈值及统计指标的稳定变化趋势，得到震源参数矿山视体积及矿山能量指数变化率的触发阈值；

步骤七，随时间发生的微震事件若触发步骤六所设定的变化率的触发阈值，且连续两次或者两天出现此类触发现象，则再验证矿山能量、矿山b_t值以及统计指标底板破坏深度变化趋势或微震事件分布是否存在异常，若存在异常则发布工作面岩层异常预警；

步骤八，针对所发布的预警时间及空间位置，经由矿井组织分析统计指标水流量变化趋势、矿压变化趋势，根据分析结合微震结果判别顶底板异常位置，启动安全治理预案而停工停产进行隐患排除，同时在不满足触发条件后解除预警，从而指导矿井安全生产。

3.根据权利要求1所述的一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，其特征在于，所述的巷道布置微震监测系统，在两个巷道内布置传感器，且两条巷道应具有介于30-100m的高程差。

4.根据权利要求1所述的一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，其特征在于，所述的矿山能量、矿山b_t值需每天更新数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，其特征在于，所述的统计指标中的矿压变化、底板破坏深度变化、水流量变化的异常是指处于波动稳定期后突然有增大的趋势，而微震事件分布异常是指在顶底板的深处有成线或成簇的微震事件群出现。