[发明专利]一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统

权利要求书

1.一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对开采区域煤岩层的介质密度U进行测量；

步骤2：随着采掘的推进，当采掘深度每前进一段固定的距离后，立即测得此时的采掘面的静载应力Os；

步骤3：实时对开采区域的动态载荷进行监测，监测方法包括对采煤机械运动产生的振动波Z1和挖掘面爆破带来的冲击力OZ2的监测；

步骤4：计算出采煤机械运动产生的振动波Z1所带来的动载荷；

步骤5：对同一时刻下的采煤机械运动产生的振动波Z1所带来的动载荷和采掘面爆破带来的冲击力OZ2进行叠加，得出此时的动态载荷叠加之和Od，即；

Od=OZ1+OZ2；

步骤6：通过钻孔瓦斯涌出初速度法来算出开采区域煤岩层的瓦斯压力Og，并随着采掘的推进，当采掘深度每前进一段距离后，对瓦斯的压力值Og进行重新计算；

步骤7：对同一时刻下的静载应力Os、动态载荷叠加之和Od和瓦斯压力Og进行求和得出总体动静态载荷之和；

即O=Os+Od+Og；

步骤8：使动静载荷叠加之和与发生动力灾害时的临界载荷Obmin进行对比，同时在动静载荷叠加之和的计算中，加入一个用于起到警戒作用的变数F，且变数F随着开采深度的增加不断增加，变数F具体的计算方法为：F=1.2H+C1；

步骤9：

当O=Os+Od+Og+F≥Obmin时，通过井下警报系统发出警报。

2.根据权利要求1所述的一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于；其方法在于：

在步骤1中，测量采掘区域静载应力Os的方法为，通过煤矿井下定位系统精确算出开采面的深度D，那么此时的开采区域的静载应力Os=UD（K+I）。

3.根据权利要求1所述的一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于；其方法在于：

在步骤3中，对采煤机械运动产生的振动波Z1所带来的动载荷的监测方法为，通过在采煤机械附加两米处设置振动波检测器来实时的对采煤机械运动产生的振动波Z1进行监测。

4.根据权利要求1所述的一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于，其方法在于：

在步骤4中，采煤机械运动产生的振动波Z1带来的载荷计算方法为，所述采煤机械运动产生的振动Z1包括Y1、Y2···Yn，通过设置的振动波检测器计算出该采煤机械振动波的传输速度V和质点峰值震动速度(Vpp)，从而得出该采煤机械振动所带来的单个动态载荷OYn和多个采煤机械振动所带来的多个动态载荷之和，其计算方法为；

。

5.根据权利要求1所述的一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于，其方法在于：

在步骤4中，爆破带来的动态载荷值OZ2由爆破时的填药量、爆破位置、爆破深度和煤岩层介质密度U通过计算机进行估算。

6.根据权利要求1所述的一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于，其方法在于：

在步骤5中，在后续的瓦斯的压力值进行重新计算的过程中，计算的方法为：Og=(1+W)(H-Hc)+C2。

7.根据权利要求4任意一项所述的一种基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警系统，其特征在于，其方法在于，

依据权利要求4的公式分别对振动波Z1中的P波和S波所带来的载荷进行计算；

；

；

并分别求出在P波和S波情况下的总载荷，分别与发生动力灾害时的临界载荷Obmin进行对比；

；

当上述任意一个情况下的总载荷大于临界载荷Obmin时，均会通过井下报警系统进行报警。