[发明专利]一种基于地震信息的煤与瓦斯突出的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于地震信息的煤与瓦斯突出的预测方法，属于应用地球物理与采矿工程相互交叉的技术领域。

背景技术

瓦斯是由煤化作用形成的赋存于煤层中以甲烷为主的混合气体。煤与瓦斯突出是指煤矿生产过程中，从煤层、岩层及采空区放出的各种有害气体在工作面上富集并涌出，从而引起瓦斯爆炸的煤矿灾害。

中国46％的煤矿属于高瓦斯矿井，瓦斯含量大，煤层透气性低，开采前的瓦斯抽放难度大，加之我国煤田构造十分复杂、地应力大，采掘时极易发生瓦斯突出现象。随着矿井开采深度的逐渐增加，我国发生煤与瓦斯突出灾害的次数和程度一直居高不下，已经成为导致煤矿特大恶性事故的头号杀手。面对煤矿安全生产的严峻形势，深入研究矿井和瓦斯地质赋存规律，为矿井安全生产提供可靠的地质保障和科学依据刻不容缓。

现行的煤与瓦斯突出预测方法包括基电磁辐射的预测方法、基于人工智能的预测方法和基于地震探测的预测方法。其存在的主要问题是：在煤与瓦斯突出的预测过程中，(1)仅仅考虑单一影响因素，而没有同时考虑多个影响因素；(2)仅仅进行定性评价，没有进行定量评价。因此，利用目前的勘探手段无法获得煤层瓦斯富集的分布规律，致使煤矿在生产过程中，无法根据瓦斯分布情况制定有针对性的措施。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种基于地震信息的煤与瓦斯突出的预测方法，该预测方法利用地震信息对煤与瓦斯突出进行定量评价，准确且快速。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于地震信息的煤与瓦斯突出的预测方法，包括以下主要步骤：

(1)根据煤矿采区的矿井地质条件，确定影响煤层瓦斯赋存与突出的主要地质因素；

(2)根据影响煤层瓦斯赋存与突出的各主要地质因素分类准则，对步骤(1)已经确定的主要地质因素进行量化结果分类；

(3)根据各个地质因素对瓦斯突出的贡献，确定主要地质因素的权系数ω_i值；

(4)利用综合指数法引入瓦斯突出危险系数G值的概念，则i为地质因素的分类数取值，即影响瓦斯突出的第i种地质因素，n为整数，且n≥1；G_i为该地质因素在瓦斯突出过程中的危险程度，ω_i是指该地质因素对瓦斯突出的贡献率；

(5)引入瓦斯突出危险指数R值的概念，则R=G-12*100%;]]>

(6)以瓦斯突出危险指数R值作为评价指标，对煤层瓦斯突出做出预测与评价。

作为本发明的进一步改进，步骤(4)中，且n＝11。

作为本发明的进一步改进，所述影响煤与瓦斯突出的主要地质因素包括：断层及其它构造分布；煤层埋藏深度；煤层倾角和褶曲；煤层厚度变化；煤层顶底板岩性；煤层孔隙度；构造煤的分布与厚度；煤层及顶底板中裂隙的发育方向和密度；岩浆岩侵入煤层；水文地质条件和地应力场异常；对于任何一个研究区域来说，会出现一个或者一个以上的上述因素。

作为本发明的进一步改进，建立一个评价体系对所述十一种主要的地质因素进行评价，该体系的建立方法为：

(a)首先根据地震信息，即构造和岩性解释结果，将各因素分成三类：不利于瓦斯赋存与突出的为I类；有利于瓦斯赋存与突出的为III类；对瓦斯赋存与突出的影响介于I类、III类之间的为II类；

(b)其次对单因素进行分类、量化；

(c)然后对多个因素进行综合分析；

(d)最终用综合评判方法对煤层瓦斯突出危险性进行预测和评价。

作为本发明的进一步改进，所述各主要地质因素的权系数之和Σωi=1.]]>

作为本发明的进一步改进，