[发明专利]一种基于微震监测的工作面采动倾向影响范围的确定方法

说明书

本发明公开了一种基于微震监测的工作面采动倾向影响范围的确定方法，利用已有的微震监测系统，采集工作面连续回采范围内工作面及周围的自然矿震信号，确定震源位置及能量；进而确定采动诱发矿震分布范围；以间距a将范围内分成多个倾向分区；然后分别统计运输巷道侧和回风巷道侧各个倾向分区内矿震总能量及矿震总频次；并绘制各个倾向分区的矿震总能量分布曲线和矿震总频次分布曲线；对两条曲线进行归一化处理，最后在归一化的矿震总能量和总频次变化曲线上分别标记出工作面的倾向范围，并分别计算确定采动诱发矿震分布范围内符合条件的倾向分区中距运输巷道的最远倾向距离d_xm和d_yn，最终得出工作面运输巷道侧和回风巷道侧的采动侧向影响范围。

技术领域

本发明涉及一种工作面采动倾向影响范围的确定方法，具体是一种基于微震监测的工作面采动倾向影响范围的确定方法。

背景技术

随着我国浅部煤炭资源的日益枯竭，矿井大多转入深部开采，在自重应力及构造应力等作用下，深部采场应力环境不断恶化，冲击地压等动力灾害频繁发生，严重威胁了矿井的安全生产及人员的生命安全。井下采煤工作面生产使周围煤岩体静载应力重新分布且覆岩破断会对其产生一定的动载扰动。工作面回采过程中其倾向采动影响范围的确定对工作面，尤其是深部具有冲击地压和煤与瓦斯突出危险的工作面采掘布局、冲击危险区域的判别及卸压解危措施的实施等至关重要。目前，采煤工作面采动倾向影响范围的确定方法主要有理论分析、数值计算和实验室模拟等。然而，上述理论分析、数值计算方法及实验室模拟等方法往往对现场条件进行了大量简化处理，与实际复杂赋存条件和力学性质差异较大，往往达不到理想效果。

目前，较多矿井尤其具有冲击地压等灾害危险矿井均安装了微震监测系统，能够实现矿井微震事件的有效监测，微震监测技术已是冲击地压等动力灾害研究的一个重要手段。工作面矿震、冲击地压及煤与瓦斯突出等显现均是煤岩体静载和工作面采动动载耦合作用的结果。因此，通过分析工作面回采过程中倾向方向上矿震分布情况可较为准确的得到工作面采动倾向影响范围。但是目前还没有利用微震监测系统进行采煤工作面采动倾向影响范围的确定方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于微震监测的工作面采动倾向影响范围的确定方法，无需额外增加监测设备，便能较为准确的得到工作面采动倾向影响范围，为矿井采掘设计、冲击危险区域识别及卸压解危措施的实施等提供重要数据支撑。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于微震监测的工作面采动倾向影响范围的确定方法，具体步骤为：

(1)利用矿井已有微震监测系统，采集工作面连续回采一定距离l₂范围内工作面及其周围的自然矿震信号，并将各个自然矿震信号采用已知处理方法确定其矿震震源位置及其能量；

(2)根据步骤(1)得出的矿震震源位置，运输巷道和回风巷道之间的工作面倾向长度确定为采动诱发矿震分布范围L₁；在运输巷道外侧沿倾向距离运输巷道最远的矿震震源位置，确定为采动诱发矿震分布范围L₂，在回风巷道外侧沿倾向距离回风巷道最远的矿震震源位置，确定为采动诱发矿震分布范围L₃；

(3)以工作面倾向长度的中点为基点，沿倾向将其运输巷道侧范围和回风巷道侧范围均各自以间距a进行等分，分别得到x和y个倾向分区并分别进行标号，计算方法为；

其中，x为运输巷道侧范围内倾向分区的数量，单位为个；y为回风巷道侧范围内倾向分区的数量，单位为个；

(4)分别计算各个倾向分区的中线距基点的倾向距离，具体计算为：

运输巷道侧i＝1,2,3…,x

回风巷道侧i＝1,2,3…,y