[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

说明书

本发明公开了一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，本发明属于采矿生产过程中采动引起的地质灾害的预警技术领域。本发明所解决的技术问题是通过识别因开挖应力扰动造成煤矿采场岩层损伤破裂而引起的微震震源参数，得到引发煤矿复合地质灾害的前兆信息而实现及时预警。采场岩层的灾害性破断是一个循序渐进不断积累而达到极值瞬间释放的过程，在灾害发生前能量、震级、空间位置及其解译得到的震源参数矿山视体积、能量指数、b值具有显著的变化特征，准确捕捉采场工作面发生灾害前的震源参数分布规律并结合矿压及水位监测而划分不同预警等级，实现对煤矿复合地质灾害发布防控信息。本发明能够及时有效的发布预警，指导矿井安全生产。

技术领域

本发明涉及深井采矿生产过程中采动引起的地质灾害的预警技术领域，尤其涉及一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法。

背景技术

随着煤炭资源逐渐开采，浅部资源枯竭造成煤炭开采深度加大，进而造成采场所受到的采动应力增大，所以矿井的冲击地压、顶板冒落、底板承压突水等复合地质灾害事故频发。对于多类型灾害事故传统往往采取矿压观测、水文数据监测等手段在回采过程中进行预测预警，以此来保证采场生产安全。但是由于数据采集所具有的滞后性及人为的依赖性，造成不能很好的实现对事故的预测，矿井地质灾害事故仍然威胁矿井的生产安全。

近年来为弥补传统监测技术的弊端，作为先进的监测手段微震监测技术逐渐普遍应用到矿井安全防控中，微震监测技术主要是依赖于高灵敏的检震器、数据采集仪、数据处理终端等设备软件，对获取得到的微震监测数据进行定位及后处理分析，根据微震监测数据在采场内的分布特点，对矿井地质灾害事故进行预测。但是目前所针对微震监测技术应用于矿井灾害预测的分析方法实用性较低，具有严重的滞后性。主要是因为仅采用对微震事件定位、大能量事件总结的手法进行单一参数变化的分析，缺乏从微震监测原理基础上采取的必要方法，缺乏对灾害发生前前兆信息的有效掌握，预测预警准确率极低。对于采动所引起的矿井复合地质灾害，缺乏行之有效的预警方法，并不能满足安全生产的需要。

发明内容

针对目前煤矿复合地质灾害预警所存在的问题，对基于微震监测技术得到的震源数据及煤矿常规监测手段得到的数据及进行融合应用，提出了对灾害发生前的征兆性特征拾取的解决办法，提出了一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，其目的是提供一种针对采场灾害性事故发生前数据波动变化的分析方法，捕捉各类直接量化指标、统计指标数据的前兆规律，进而将此类应用于对符合地质灾害的预警中，尤其是这针对矿井采动引起的顶板事故、矿井突水事故，掌握采场岩层发生异常破断的震源机制，进一步掌握复合地质灾害发生的前兆特征及预警等级信息，指导矿井准确防控灾害事故，保证矿井安全生产。

为实现上述目的，本发明所采取的具体技术方案如下：

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。

一种基于采动震源参数的煤矿复合地质灾害预警方法，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；