[发明专利]一种冲击地压时空动态综合预警方法

权利要求书

1.一种冲击地压时空动态综合预警方法，其特征在于，包括：

基于微震现场实际监测数据，计算冲击地压前兆预警指标；

判定各预警指标的时序变化趋势，以各预警指标的时序变化趋势是否符合预警前兆表征规律作为其是否触发预警的标准，并计算各预警指标的预警效能，筛选出预警效能大于预设预警效能阈值的预警指标，作为优选指标；

将所述优选指标进行数据融合，得到时序冲击地压危险量化预警指标，基于所述时序冲击地压危险量化预警指标，判定矿井大区域范围内冲击危险等级；

对矿井空间进行网格划分，计算各网格内优选指标值；基于各网格内优选指标值和各优选指标的预警效能，计算各网格内空间冲击地压危险指标，绘制空间冲击地压危险指标的空间分布云图，结合矿井底图判定局部冲击危险区；

根据局部冲击危险区和区域危险等级采取针对性防冲措施。

2.如权利要求1所述的冲击地压时空动态综合预警方法，其特征在于，所述微震现场实际监测数据指的是利用安装在矿井的微震监测系统采集到的一系列独立微震事件的相关信息，包括：各微震事件的发生时间、X坐标、Y坐标、Z坐标、能量以及事件类型；

所述预警指标包括正向预警指标和负向预警指标，所述正向预警指标指的是冲击地压事件发生前出现增长趋势的指标，所述负向预警指标指的是冲击地压事件发生前出现降低趋势的指标；其中，所述正向预警指标包括：日最大能量、日总能量、日总频次、日平均能量、能量偏差值、频次偏差值、平均总能量、微震活动度、缺震、A(b)值、断层总面积、平均总频次、微震活动标度和算法复杂度；所述负向预警指标包括：震源集中程度、b值、P(b)值和时间信息熵。

3.如权利要求2所述的冲击地压时空动态综合预警方法，其特征在于，所述判定各预警指标的时序变化趋势，以各预警指标的时序变化趋势是否符合预警前兆表征规律作为其是否触发预警的标准，并计算各预警指标的预警效能，筛选出预警效能大于预设预警效能阈值的预警指标，作为优选指标，包括：

利用Mann-Kendall趋势检验法判定各预警指标的时序变化趋势；

以各预警指标的时序变化趋势是否符合预警前兆表征规律作为其是否触发预警的标准，并计算各预警指标的预警效能；其中，所述预警前兆表征规律是指预警指标随冲击地压危险程度的变化而出现的响应特征，所述响应特征为：所述正向预警指标在冲击危险程度增加时出现的异常高值、连续增加或持续在高值附近波动，所述负向预警指标在冲击危险程度增加时出现的异常低值、连续降低或持续在低值附近波动；所述触发预警的标准为：若正向预警指标存在增长趋势或负向预警指标存在降低趋势，则触发预警，否则，不触发预警；

筛选出预警效能大于预设预警效能阈值的预警指标，作为优选指标。

4.如权利要求3所述的冲击地压时空动态综合预警方法，其特征在于，所述利用Mann-Kendall趋势检验法判定各预警指标的时序变化趋势，包括：

将各预警指标前一段时间内的计算结果组成时间序列，记为X[x₁,x₂,x₃,...,x_n]，其中，n表示时间窗长度；首先计算X的检验统计量S：

其中：

式中，x_k表示第k个指标，x_i表示第i个指标；

再计算X的检验标准量Z：

当Z0时，相应的预警指标具有增长趋势；当Z0时，相应的预警指标具有降低趋势；当Z＝0时，相应的预警指标不具有明显变化趋势。

5.如权利要求3所述的冲击地压时空动态综合预警方法，其特征在于，所述预警效能的计算公式为：

其中，F表示预警指标的预警效能，TP表示预警指标触发预警，并且实际发生了冲击地压事件，FP表示预警指标未触发预警，但实际发生了冲击地压事件，FN表示预警指标触发预警，但实际未发生冲击地压事件。

6.如权利要求1所述的冲击地压时空动态综合预警方法，其特征在于，所述方法还包括：根据需求重新筛选预警指标，以适应工作环境，提高预警准确率。