[发明专利]基于底板巷的微震监测阵列布置方法

说明书

本发明公开了一种基于底板巷的微震监测阵列布置方法，属于煤矿突水监测技术领域，包括如下步骤：分析工作面底板巷微震监测阵列布置方案的可行性、确定底板巷与工作面巷道的微震监测阵列布置方案、构建工作面底板巷微震监测模型及系统，对工作面回采期间底板突水危险性、采后应力场恢复及安全性进行监测评价。通过在底板巷、巷道联合布置微震监测系统，构建空间、立体、动态监测阵列，发挥底板巷稳定性好、保留时间长的特点，对工作面采前、采中、采后进行全程监测，改善微震监测阵列的整体监测效果，可有效解决常规工作面巷道监测阵列服务周期短、监测范围小、干扰大、针对性及灵活性差等问题。

技术领域

本发明属于煤矿突水监测技术领域，尤其涉及一种基于底板巷的微震监测阵列布置方法。

背景技术

煤矿突水是常见的突发性强烈的矿井灾害，严重制约着煤炭资源的开发。因此，煤矿突水监测预警技术，是关乎煤矿生产安全，预防和避免煤矿重特大突水事故的一项重要技术。目前常用微震监测技术对岩体发生变形破坏过程的岩石破裂位置进行定位监测，微震监测技术中所用微震检波器具备一定范围的“远场探测”功能，可以捕捉到周围空间范围内(监测半径400-500m)微小的震动信号。因此，这种非接触式监测方法，具有监测范围大、全空间连续监测、时效性强等优点，可有效解决煤矿突水全空间、实时、连续监测、提前预警等问题。

但是，目前大部分微震检波器均布置在采煤工作面回采巷道中，空间上呈类平面状，随工作面推进，受矿压影响，采线后方发生底鼓变形、顶板垮落，相应位置检波器遭到破坏，存在监测时间短、监测范围小、镜像效应干扰、重点区域针对性差、灵活性差等弊端，成为一个行业性难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于底板巷的微震监测阵列布置方法，旨在解决现有技术中常规工作面巷道监测阵列服务周期短、监测范围小、干扰大、针对性及灵活性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于底板巷的微震监测阵列布置方法，包括如下步骤：

S1、根据所监测工作面底板巷布置情况，分析该工作面底板巷微震监测阵列布置方案的可行性；

S2、根据预期监测目的，分析底板巷与工作面的空间位置关系，初步确定底板巷及工作面巷道内的微震监测阵列布置方案，所述微震监测阵列布置方案包括底板巷与底板巷、底板巷与巷道、巷道活点与定点联合布置方案；

S3、基于底板巷的微震监测阵列，构建工作面底板巷微震监测模型及系统，对工作面回采期间底板突水危险性、采后应力场恢复及安全性进行监测评价。

进一步的技术方案，所述步骤S1包括以下步骤：

a.底板巷至顶部工作面垂距不小于h，巷道稳定性不受采动破坏，可长期保

留。h计算公式如下：

h＝0.0085H+0.1665α+0.1079L-4.3579

式中，h为工作面底板破坏深度,m；H为煤层埋深,m；α为煤层倾角,°；L为工作面长度,m。

b.底板巷距底部强含水层间距t满足安全隔水层厚度要求，计算公式如下：

式中，t为安全隔水层厚度，m；L为巷道底板宽度，m；γ为底板隔水层的平均重度，MN/m³；Kp为底板隔水层的平均抗拉强度，MPa；p为底板隔水层承受的实际水头值，MPa。

进一步的技术方案，所述步骤S2中确定微震监测阵列布置方案有以下三种方式：