[发明专利]一种用于顶板超前预裂爆破效果的评价方法

权利要求书

1.一种用于顶板超前预裂爆破效果的评价方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)根据实施顶板超前预裂爆破的设定位置，以预裂爆破孔为中心、边长为100m的立方体范围确定为波速反演区域；

(2)在工作面两侧巷道围绕反演区域交错均匀布置数量不少于8个拾震器，同一巷道内相邻布置的拾震器水平间距在150～200m范围内，进而组成矿井微震监测系统；

(3)在实施顶板超前预裂爆破措施前，矿井微震监测系统实时接收工作面回采过程产生的多次自发矿震，每次自发矿震均会产生震动波，然后对接收到的震动波进行筛选及被动CT反演可行性条件判别，直至获取符合要求的自发矿震作为震源，最后采用已知的波速反演方法对符合要求的自发矿震产生的震动波进行被动CT反演，获得顶板岩体在爆破前的波速分布；

(4)在设定位置实施顶板超前预裂爆破，完成后矿井微震监测系统实时接收工作面回采过程产生的多次自发矿震，每次自发矿震均会产生震动波，然后对接收到的震动波进行筛选及被动CT反演可行性条件判别，直至获取符合要求的自发矿震作为震源，最后采用已知的波速反演方法对符合要求的自发矿震产生的震动波进行被动CT反演，获得顶板岩体在爆破后的波速分布；

(5)根据爆破前后被动CT反演结果，对顶板不同区域在爆破前后的波速进行对比分析，计算获得爆破区域的波速变化系数A，评估爆破预裂的致裂程度；

式中：A为波速变化系数；V₁为爆破前的波速值；V₂为爆破后的波速值；

(6)根据顶板岩体不同区域波速变化系数A，以A＝5％为梯度值进行梯度分类，即A＝0～5％为第一波速变化梯度；A＝5％～10％为第二波速变化梯度；依次类推，完成所有区域的梯度分类，根据分类结果获得每个梯度范围内的区域面积S；

(7)计算爆破预裂效果评价指标W:

其中：i＝1～n表示不同波速变化梯度，表示当前梯度下的平均波速变化系数，S_i表示当前梯度下的区域面积，S_A表示所有波速变化梯度下的区域总面积；

最终计算获得W值，根据W值综合评价爆破致裂程度和致裂范围；并且W值越大，表明爆破预裂措施的致裂效果越好。

2.根据权利要求1所述的一种用于顶板超前预裂爆破效果的评价方法，其特征在于，所述对接收到的震动波进行筛选及被动CT反演可行性条件判别，具体步骤为：

①自发矿震的初筛选

在工作面回采过程中会产生多次自发矿震，多个拾震器实时接收数据，提取自发矿震产生震动波的波形信号特征，筛选出波形信号接收通道数量N大于6的自发矿震，基于波形频谱信息计算筛选出的各个自发矿震产生震动波的波形信噪比，筛选出波形信噪比大于14dB的自发矿震；

②自发矿震的再筛选

根据矿井微震监测系统中拾震器的空间位置，对步骤①初筛选出的自发矿震进行震源空间定位，进而绘制各自发矿震及其接收拾震器的传播路径；其中传播路径穿过波速反演区域的自发矿震确定为能用于震动波被动CT反演的有效矿震；

③震动波被动CT反演可行性条件判别

将所有的有效矿震与各个拾震器之间的传播路径形成射线网，射线网的疏密程度决定震动波被动CT反演的结果准确性与效率，设定可行性条件为：筛选后的有效矿震数量要大于100个；波速反演区域内进行网格化划分后，单位网格内的射线数量要大于60条，若满足上述两个条件，则确定当前有效矿震能够达到波速反演的条件。