[发明专利]用于评估由地下采矿产生的高能大地突裂风险的方法及系统

说明书

一种用于评估由地下采矿产生的高能大地突裂风险的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：用三轴振动传感器(4)在同时且时间和空间紧密重合的情况下进行地面上的振动(E^poml.)的测量，通过用于定位地震突发的矿场系统(12)进行地下突裂参数(E^pomll.)的测量，用三轴位移传感器(9)进行地面上的位移(U^pom)的测量，所述三轴位移传感器用视距仪测试套件(B)周期性地调整，并且将这些测量记录在分析微处理器(2a)的测量数据存储库(17)中。随后，在所述分析微处理器(2a)中处理这些测量的集，并通过评估关键现象来预测在时空上的高能突裂危险，考虑组合观察类似决定性的和时空广阔的岩体变形过程以及在时频域上呈岩体颗粒短期振动形式的抗震现象。所述过程和现象的联合影响比局部累加空间更广泛。适合的系统包括处理中心(1)，所述处理中心具有处理服务器(2)，所述处理服务器连接到无线调制解调器(5)、所述分析微处理器(2a)以及用于定位地震突发的矿场系统(12)上，所述矿场系统通过线连接到地震检波传感器(11)上。在所观测的采矿区域(15)上安装测量套件(A1、A2、…Ai)。这些测量套件(A1、A2、…Ai)中的每一者由卫星导航接收器(3)构成，所述卫星导航接收器是在空间上与所述三轴振动传感器(4)整合的所述三轴地面位移传感器(9)，所述三轴地面位移传感器和所述三轴振动传感器连接到所述无线调制解调器(5)上。在不因采矿而变形的区域上布置所述视距仪测量套件(B)，其配备有自动视距仪(6)，所述自动视距仪具有激光照准仪(6a)，所述视距仪测量套件连接到所述视距仪的所述卫星导航接收器(3)以及所述无线调制解调器(5)上。

技术领域

本发明涉及一种用于评估由受采矿活动影响的区域中的地下采矿产生的高能突裂风险的方法及系统。

背景技术

现有技术

地下矿藏的采矿，尤其是煤矿的采矿造成环境构造的改变，包含地面变形、对水文地质条件的影响、还有对采矿区域的矿工和其它使用者造成危险的岩体中的振动和冲击、以及对所述区域中建筑物和广泛界定的技术基础设施的稳定性带来风险。已经提出了用于分析并评估在采矿区域中进行地下采矿的影响的各种方法及系统以防这些现象的不合理影响。

根据由波兰专利申请PL388051(A1)已知的一种用于测量地下以及地面上两者的地震碰撞的速度和加速度的方法及系统，对矿场的地下部分中岩层突裂进行检测，接着从基础系统向地面上的所有远程测量站发送信号，接着将在其循环缓冲器中存储的数据实时地立即传输到基础系统。此系统使信号同步并且分析所有时间相关数据。所述系统由基础系统构成，基础系统配备有连接到矿场地球物理网络的有线传感器上的模拟和数字输入端、因特网接入点、无线调制解调器、用于标绘仪和显示屏幕的输出端、以及配备有三轴振动传感器的无线远程测量站。

另一波兰专利申请PL395824(A1)揭示了一种基于连续测量在受采矿工作线影响的地区中位于采矿区域地面上的观察点的位移来预测由地下采矿引起的强烈地震碰撞的方法。在此方法中，观察点稳定在直接受地下采矿的前进式工作线影响的区域中的地面上，优选地，在前进式采矿(长壁)工作线之前，水平距离优选地小于作业深度的四分之一，且优选地在因此工作线开采造成的形成或所预测槽道的轴线中。随后用GPS执行观察点坐标对比时间的连续测量。在优选的坐标系WGS-84中计算用GPS测得的观察点的垂直坐标以及优选地，水平坐标在时间上的变化。在是观察点的减速移动的位移过程中(接着是位移速度的增加)，变形是在短时间段中可能发生因采矿引起的强烈碰撞的前兆。此变形通过比较观察到的位移增量来确定，观察到的位移增量具有预期值和/或随时间推移而在分别垂直于和平行于前进式采矿工作线的水平分量上转换的值。