[发明专利]一种煤矿开采大能量微震事件预测方法和装置

说明书

本发明涉及煤矿工程事故应急预警技术领域，特别是指一种煤矿开采大能量微震事件预测方法和装置。方法包括：获取预测采区前m天的大能量微震事件的能量和相应的坐标；将所述预测采区工作面划分为n个等面积网格；根据所述坐标将划分后网格的大能量微震事件的能量进行累加统计，构建能量矩阵；计算所述能量矩阵的系统样本熵；根据所述系统样本熵，对所述煤矿开采大能量微震事件进行预测。采用本发明，可实现煤矿开采中的灾害前兆特征识别及其预警，从而预防此类事故的发生。

技术领域

本发明涉及煤矿工程事故应急预警技术领域，特别是指一种煤矿开采大能量微震事件预测方法和装置。

背景技术

我国煤矿开采深度持续增加，地质条件与开采布局等愈加复杂，煤岩动力灾害风险日益增加，成为制约矿井安全高效生产的主要灾害之一。如何建立有效的监测预警方法对降低煤矿开采风险以及灾害防治等方面尤为重要。

煤岩体破裂向外辐射震动波，通过微震系统可进行捕捉并记录为大能量微震事件。大能量微震事件可定义为煤岩体一定体积内的突然非弹性变形，伴随于采掘空间周围，同时大能量微震事件的出现可能会导致煤矿开采中相关灾害的发生，通过微震监测技术检测出的大能量微震事件数据可为煤岩动力灾害的监测预警提供预警指标。因此，如何科学的利用微震监测预测出大能量微震事件，并评估煤矿开采中灾害的危险程度是预测预警方面亟需开展的工作。

发明内容

本发明提供了一种煤矿开采大能量微震事件预测方法和装置，用以对煤矿开采大能量微震事件进行预测。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种煤矿开采大能量微震事件预测方法，所述方法包括：

获取预测采区前m天的大能量微震事件的能量和相应的坐标；

将所述预测采区工作面划分为n个等面积网格；

根据所述坐标将划分后网格的大能量微震事件的能量进行累加统计，构建能量矩阵；

计算所述能量矩阵的系统样本熵；

根据所述系统样本熵，对所述煤矿开采大能量微震事件进行预测。

可选地，所述根据所述坐标将划分后网格的大能量微震事件的能量进行累加统计，构建能量矩阵具体包括：

所述待采区工作面划分为n个等面积网格后，通过所述坐标统计出每个小网格对应的大能量微震事件，通过累加求出每个小网格区域内单位时间内所有大能量微震事件的总能量值E_ij，其中，i表示划分的第i个网格，j代表第j天；通过微震监测方法获取的前m天数据，包括所述大能量微震事件的坐标位置(x,y)及能量值E，将每个网格中总能量值E_ij以时间为序，构建出1×m的能量序列E_1×m；

E_1×m＝[E₁₁ E₁₂…E_1m-1 E_1m]

当所述工作面划分出n个等面积的网格时，则得到由n个能量序列构成的能量矩阵E_n×m；

可选地，所述计算所述能量矩阵的系统样本熵具体包括：

得到所述能量矩阵后，将每个序列按t为窗口大小分成滑动窗口序列，求出滑动窗口中的n个序列的系统样本熵，并得到一个带有m-t+1个数据的系统样本熵序列。

可选地，所述将每个序列按t为窗口大小分成滑动窗口序列，求出滑动窗口中的n个序列的系统样本熵，并得到一个带有m-t+1个数据的系统样本熵序列具体包括：

将能量矩阵E_n×m中的每个序列添加一个大小为t滑动窗口，于是得到m-t+1个滑动窗口序列；