[发明专利]一种基于矿震群破裂机制反演的采动裂隙发育特征判别方法

说明书

本发明公开了一种基于矿震群破裂机制反演的采动裂隙发育特征的判别方法，其特征在于：具体包括如下步骤：S1、确定目标矿震群；S2、对震源机制的反演函数波形的远场条件进行核算，将不满足所述远场条件的震源剔除；S3、对矿震群中射线数与震源数满足的关系进行核算；S4、对目标矿震群矩张量成分求解；S5、对矿震群破裂类型进行判识；S6、对目标矿震群中采动裂隙发育类型判识；S7、判断采掘空间周围采动裂隙发育过程及破裂模式。本发明综合利用矿震群的微震监测数据完成矩张量反演，及采动裂隙的破裂特征识别；此外，本发明物理意义明确，具有适于编程实现智能化的特点。

技术领域

本发明涉及冲击矿压微震监测技术领域，特别是涉及一种基于矿震群破裂机制反演的采动裂隙发育特征判别方法。

背景技术

井下采动裂隙的发育一般经历了应力集中导致的裂隙萌生、原生裂隙进一步扩展、裂隙扩展后贯通的复杂力学过程。了解采动裂隙的发育过程与破裂机制是工作面设计、支护及安全防护设计、工作面卸压手段及参数选取等工作的重要依据和前提。

采动裂隙发育伴随着采掘扰动，是一个动态变化的过程，其变化性和随机性使得难以直接观测。同时，采动裂隙发育与井下冲击矿压、煤与瓦斯突出、水害、顶板事故等重大灾害的发生关系密切，换言之，充分了解采动裂隙的发育过程便是上述灾害防治的重要前提。目前针对采动裂隙发育监测的方法主要有微震法、地音法、电磁辐射法等，其中微震法具有实时、监测范围广的显著优点，可满足大范围监测采动裂隙发育的要求。目前使用微震法进行监测主流的手段有震源定位和能量计算、震动波速度层析成像、微震频次密度分布与能量密度分布、A(b)值法等，震动波速度层析成像技术根据纵波波速对煤岩体裂隙状态间接进行判断，同时计算量较大，实时性较差；微震频次密度分布与能量密度分布、A(b)值法可以在一定程度上推断裂隙分布，但难以定量化描述裂隙破裂面的几何特征。因此，基于微震数据重构出一种可反演采动裂隙的发育过程与破裂特征，且能进行大范围反演的方法，具有重大的现实意义和理论价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于矿震群破裂机制反演的采动裂隙发育特征的判别方法，具体根据实时获取的微震监测数据，对矿震群进行选择，并对震源数及射线数进行筛选，对矿震群破裂机制及产状进行计算，实现对采动裂隙发育特征的及时反演。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于矿震群破裂机制反演的采动裂隙发育特征的判别方法，具体包括如下步骤：

S1、确定目标矿震群；

S2、对震源机制的反演函数波形的远场条件进行核算，将不满足所述远场条件的震源剔除；

S3、对矿震群中射线数与震源数满足的关系进行核算；

S4、对目标矿震群矩张量成分求解；

S5、对矿震群破裂类型进行判识；

S6、对目标矿震群中采动裂隙发育类型判识；

S7、分析采掘空间周围采动裂隙发育过程及破裂模式。

优选地，所述S1中确定目标矿震群的方法为：对矿震群中的震源进行筛选，通过判断震源波形的通道和矿震群中的震源时间与空间分布的关系来确定是否为目标矿震群，若判定为否，则根据矿震震源的分布范围分区域构建目标矿震群。

优选地，所述S2中远场条件为：目标矿震群中的震源与台站距离至少大于500m。

优选地，所述S3矿震群中的震源数及射线数满足的关系为：

其中，s为矿震群中的震源总数量；v为目标区域布置的微震台站数量；∑α_i为矿震群中射线总数量；当矿震群中震源数及射线数条件不满足上述关系时，重新进行目标矿震群的选择。