[发明专利]基于震源参数反演的区域冲击危险等级及畛域的判识方法

说明书

本发明公开了一种基于震源参数反演的区域冲击危险等级及畛域的判识方法，包括如下步骤：(1)目标区域空间坐标系建立及矿震数据筛选；(2)建立目标区域冲击危险等级评估的指标体系，包括强度指标Q和离散度指标H；(3)根据下式计算目标区域冲击危险等级的评估指标值D；(4)根据目标区域冲击危险等级的评估指标值D判断目标区域的冲击危险等级，D值越大危险等级越高；(5)根据震源中心与巷道间的最近距离及与震源半径的关系判断冲击危险畛域，根据目标区域危险等级和畛域制定预防对策。本发明综合利用震源参数进行冲击危险等级及畛域预测，所得结果便于现场实施，本发明建立的方法还具有物理意义明确，适于编程实现智能化的特点。

技术领域

本发明涉及一种冲击矿压的危险等级及畛域的判识方法，特别是涉及一种煤矿井下微震监测的基于震源参数反演的区域冲击危险等级及畛域的判识方法。

背景技术

我国煤炭开采深度以每年10-25m的速度迅速增加，导致采掘空间周围原岩应力水平急剧升高，加之煤层赋存的复杂性，以冲击矿压为代表的煤岩动力灾害成为掣肘煤炭高效开采的关键因素之一。冲击矿压的防治，尤其是冲击危险区域的精准探测是世界性难题之一。以微震监测为代表的地球物理方法，可实时、大范围对冲击危险区域进行监测，并且信息可实时传输，实现与其他预警信息多元化集中处理，在冲击矿压风险防控与预测预警方面具有广阔的前景。

目前国内外学者已提出诸多微震预警指标，如能量、频次、时空扩散性、视应力、视体积，空间集中度等，但是上述指标通过指标值异常变化实现预警，如“指标值剧烈变化异常”、“高值或低值异常”，仅从定性方面进行判断，导致预测效率较低。此外，近年来发展迅速的基于微震的主、被动CT反演在冲击危险区域探测方面取得良好效果，但是其反演周期长、主动反演需人工放炮、布线(导致成本与劳动强度增加)、与生产相互干扰等成为制约其发展的主要问题之一。同时，波兰、中国的一些典型冲击矿压矿区，观测到常由低能矿震(能量小于10⁴J)诱发冲击事件，反而高能矿震(能量大于10⁴J)却未诱发冲击事件，这也是致使监测预警误报率增加的主要问题之一。因此对震源信息充分挖掘，提出一种综合多种震源信息的冲击危险等级及区域的判识方法意义重大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于震源参数反演的区域冲击危险等级及畛域的判识方法，是一种综合利用震源参数信息，定量评估冲击危险程度、判识冲击危险畛域的区域冲击危险性探测方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案，包括以下步骤：

步骤S1、建立目标区域空间坐标系及筛选矿震数据；

步骤S2、建立目标区域冲击危险等级评估的指标体系，包括强度指标Q和离散度指标H；

步骤S3、计算目标区域冲击危险等级的评估指标值：

步骤S4、根据目标区域冲击危险等级的评估指标值D判断目标区域的冲击危险等级，D值越大危险等级越高；

步骤S5、根据震源中心与巷道间的最近距离及与震源半径的关系判断冲击危险畛域，根据目标区域危险等级和畛域制定预防对策。

优选地，所述步骤S1中建立目标区域空间坐标系及筛选矿震数据的步骤是：

S1.1、选择能量大于100J的震源作为目标区域，建立震源库并进行分析；

S1.2、根据目标区域空间位置，选择参照点O(x₀,y₀,z₀)为原点建立空间直角坐标系Z；

S1.3、根据与参照点O的相对位置，将震源库内所有震源坐标由世界坐标转换为相对坐标，其任意震源的坐标表示为(x_i,y_i,z_i)；