[发明专利]一种突出煤层巷道小断层超前定性预报方法

摘要

本发明公开了一种突出煤层巷道小断层超前定性预报方法，该方法通过在掘进工作面前方设置激发点，在掘进工作面顶板上方、底板下方各设置一个接收点，在掘进工作面后方顶板上方、底板下方各设置一个接收点，再利用矢量地震仪分别获取各接收点的X、Y分量地震信号，根据接收到的煤层断点绕射波强能量特征，确定X、Y分量最大值振幅时间，根据该时间的信号计算主偏振方向，进一步确定断层的上断点和下断点，以此确定小断层的位置和性质。本发明仅利用最大振幅时间的信号就可完成主偏振方向的计算，方便、快捷，易于实现。本发明能够准确判断断点位置和性质，完成小断层的超前定性预报，对保障突出煤层巷道安全掘进具有重要的现实意义。

主权项

1.一种突出煤层巷道小断层超前定性预报方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在掘进工作面(5)前方布置一个激发点(6)，在正对掘进工作面(5)、顶板(7)上方设置第一接收点(1)，在正对掘进工作面(5)、底板(8)下方设置第二接收点(2)，在掘进工作面(5)后方、顶板(7)上方设置第三接收点(3)，在掘进工作面(5)后方、底板(8)下方设置第四接收点(4)；步骤二，选择第一接收点(1)，利用矢量地震仪获取X、Y分量地震信号，根据接收到的煤层断点绕射波强能量特征，确定X、Y分量最大值振幅时间t1；步骤三，计算t1主偏振方向角θ1，具体计算步骤为：a.对X、Y这两分量地震信号做Hilbert变换式中x(t)、y(t)分别为X、Y分量，符号表示Hilbert变换，b.建立Hermitian矩阵构造式中，M(t)＝[hx(t) hy(t)]，符号*表示矩阵的复共轭转置；c.求取Hermitian矩阵的最大特征值λmax及其对应的归一化的特征向量(xmax,ymax)；d.式中Re(x_max)、Re(y_max)分别为x_max、y_max的实部；步骤四，根据第一接收点(1)位置及主偏振方向角θ1，绘制第一接收点(1)到小断层(15)的第一射线(11)；步骤五，选择其他接收点，方法同步骤二至步骤四，分别绘制第二接收点(2)到小断层(15)的第二射线(12)、第三接收点(3)到小断层(15)的第三射线(13)和第四接收点(4)到小断层(15)的第四射线(14)；第六步，第一射线(11)与第三射线(13)的交点为煤层上断点(9)，第二射线(12)和第四射线(14)的交点为煤层下断点(10)；根据上断点(9)和下断点(10)确定煤层上、下盘关系，判断断层性质；步骤一中所述激发点(6)设置在煤层巷道掘进工作面(5)前方三米处，第一接收点(1)设置在正对掘进工作面(5)的顶板(7)上方三米处，第二接收点(2)设置在正对掘进工作面(5)的底板(8)下方三米处，第三接收点(3)设置在掘进工作面(5)后方六米、顶板(7)上方六米处，第四接收点(4)设置在掘进工作面(5)后方六米、底板(8)下方六米处。