[发明专利]煤矿冲击地压分源综合预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击地压的监测预警方法，特别是涉及一种对诱发冲击地压的载荷源进行分源监测的煤矿冲击地压分源综合预警方法。

背景技术

冲击地压是矿山井巷或采场周围煤岩体，由于弹性变形势能瞬间释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。国外发达国家因灾害及能源结构调整原因冲击地压矿井陆续关闭。

我国冲击地压矿井数量已从1985年的32个发展到现在的130多个，分布于20多个省(市、自治区)。依据国内外对于冲击地压发生规律的统计分析，冲击地压灾害发生随煤层开采深度增加，呈现非线性增长关系，而我国煤炭资源按深度分布的储量，1000m以下的煤炭储量2.5万亿吨，约占总储量的53％，并且我国煤矿大多建于上世纪五六十年代，目前进入深部开采高峰期，煤矿冲击地压发生频度、强度及区域都在逐年增加。因此，加大冲击地压预警与防治研究，是保障占53％以上的深部煤炭资源安全开采，保障我国经济快速发展和社会进步及人民生命、财产安全刻不容缓的重要任务。

冲击地压预警是在冲击地压发生前对危险区域或时期做出警示，一方面，可以及时疏散人员，避免造成人员伤亡；另一方面，可以采取针对性的解危措施，防止灾害性事故的发生。目前，通过对冲击地压发生前兆监测来预警的方法主要包括：微震监测、电磁辐射监测、工作面矿压监测、钻屑量监测、地音监测、采动应力监测、声发射监测、波速监测等，单一的方法约有17种。这些方法的应用为冲击地压的预测预报提供了依据，但从应用效果上来看，还没有特别有效的预警方法，主要原因包括：

(1)目前冲击地压的监测预警方法主要是监测冲击地压前兆的微震事件或者能量较小的冲击地压事件发生规律，以结果性的灾害显现特征为监测目标，而没有从冲击地压发生的机理角度，即以诱发冲击地压的载荷来源为监测目标来确定监测预警方法。

(2)目前冲击地压的监测预警方法没有考虑诱发冲击地压的载荷源具有多样性，也没有考虑这些载荷源在空间及尺度上分布的差异，简单的提出冲击地压综合监测方法，造成了监测设备针对性不足，方法层出不穷，难以取舍，或者同类型监测设备平行、重复布置，不但产生盲区，漏报、误报现象，还增加人力、财力负担。

(3)不同监测系统的监测原理不同，监测对象、有效精度范围也不同，最终得出的预警结果经常相互矛盾，难以指导现场抢险避灾决策。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种针对诱发冲击地压的不同载荷源进行分源监测，能够避免漏报误报、可操作性强且可节省人物力资源的煤矿冲击地压分源综合预警方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤矿冲击地压分源综合预警方法，其特征在于，针对来自不同空间范围内诱发冲击地压的不同载荷源，进行分源监测预警，具体包括以下步骤：

1)布置安装微震监测系统、地音监测系统及采动应力在线监测系统；

2)对已安装的微震监测系统、地音监测系统及采动应力在线监测系统，分别设置各监测系统的报警阈值；

3)采集微震监测系统、地音监测系统及采动应力在线监测系统的监测结果数据，并对各监测系统的监测结果数据进行分析；

4)根据各监测系统在冲击地压预警中的相对重要程度以及各监测系统监测结果数据对应的危险等级，分别计算微震监测系统、地音监测系统及采动应力在线监测系统所占的权重值；

5)将各监测系统的监测结果数据及对应的监测系统权重值进行综合计算以得到综合预警结果数据；

6)判断该综合预警结果数据是否超过预定的冲击地压危险等级，若超过则进行报警，否则不报警。

所述综合预警结果数据的计算方法为：所述步骤4)中确定了各监测系统各自所占的权重值后，分别对各监测系统的监测结果数据进行归一化处理，处理后与对应监测系统的权重值进行合成运算，即可得到对应三种监测系统的三个预警结果数据，其中，三个中的最大值即为综合预警结果数据。

所述冲击地压危险等级从低到高分为a级、b级、c级和d级，每个等级对应有一临界值，所述报警阈值依据各等级的临界值而确定。

本发明的优点在于：

(1)从冲击地压发生机理角度出发，以诱发冲击地压的不同载荷源为监测目标进行分源监测，更具针对性，因而对冲击地压的监测预警更为有效；

(2)解决了目前综合监测、多手段监测造成的设备滥用、重复使用、人力、物力浪费等问题；

(3)解决了因监测手段单一而产生盲区，从而产生漏报误报的问题；