[发明专利]一种煤矿冲击地压预测预警方法

说明书

本发明公开了一种煤矿冲击地压预测预警方法，包括如下步骤：根据工作面冲击危险性评价结果建立微震监测系统、每日微震事件总能量峰值是否存在周期性、划分每日微震事件总能量异常峰值日、初步划分每日微震事件总能量峰值周期区间、调整峰值周期区间、重新计算调整后的峰值周期区间总能量均值、确定峰值日间距范围、进行冲击地压预警、不断优化预警指标，直至目标工作面回采结束。本发明方法对峰值周期区间预测的准确性，在结合应力监测数据的基础上，亦是对冲击地压预警的有效手段，相比目前常用的单个微震事件能量预警方法，更为客观、准确。

技术领域

本发明涉及一种煤矿冲击地压预测预警方法，主要用于有冲击地压灾害矿井实际生产过程中对冲击地压危险程度的预测预报，用于指导煤矿的防冲工作。

背景技术

冲击地压是煤矿深部开采面临的主要灾害之一，对煤矿安全高效生产及煤矿工人人身安全构成巨大威胁。目前，国内关于冲击地压发生机理、监测预警、防治措施等方面相关研究不断深入，但在实际生产过程中，现场冲击地压发生可能性判别与预警、预警指标构建等方面尚需进一步研究。

目前，国内冲击地压矿井常用的冲击危险性预警方法主要有钻屑法、煤岩体变形测量法、煤体应力测量法、微震监测法等。

因采掘围岩体中集中静载荷的局部化积聚是冲击地压发生的必备载荷源，钻屑法和煤体应力测量法用于监测煤岩体应力积聚程度，其中煤体应力测量具备工程量小、危险程度低、数据实时化、数据物理意义明确等显著优势，在实际生产过程中广泛采用。常用做法是在煤岩层一定深度内埋设应力传感器，获得监测点的应力变化情况，应力预警指标需要结合矿井自身条件及统计规律不断摸索，主要指标包括应力大小、增速、突变情况等。

微震监测法主要用于监测覆岩裂隙发育程度。微震事件是覆岩发生裂隙、破断过程中，所集聚的弹性能瞬间释放过程中的一种物理效应。利用微震监测系统可以较为准确的监测和计算包括微震事件发生时间、位置和强度的多种微震活动参数，为实现矿山微震活动时空变化规律进行分析提供了可能性，采用微震活动参数来评价与预测冲击地压，可以是冲击地压预测方法与指标建立在一定的理论基础上，可以提高冲击地压预测的准确性，目前生产过程中基于微震监测系统的冲击地压预警技术为微震能量分析预测法，即依据实际监测到的当日微震能量最大值、一定推进距离内释放的微震能量综合作为冲击危险性预警指标，当其实际监测值大于阈值时，判定具备冲击地压发生的可能性，根据危险程度实施相应的解危措施。

目前国内冲击地压矿井，通常使用煤体应力预警指标和微震能量预警指标结合使用，用于冲击地压的预警。常用的应力预警指标和微震能量预警指标如表1所示。

表1常用的应力预警指标和微震能量预警指标

注：表中E_max指当日微震事件能量最大值。

实际监测工作中发现，以当日微震事件能量最大值作为预警指标，使得冲击危险性长期维持在较高的危险等级以上，造成解危工程量较大，对矿井产量影响较大，这是由于单个微震事件具备偶发性，单个事件的能量难以精确反映煤岩体的宏观运动状态，分析微震事件整体分布规律对于冲击地压的预警更为准确。

我国蒙陕地区各井田地质构造相对东部地区较为简单，该区域的冲击矿压诱发大多由于较厚坚硬顶板及不合理的开采技术条件引起，在冲击地压监测预警工作中，发现其覆岩微震事件总能量存在明显的周期性特征，对于冲击地压的预警意义较大。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤矿冲击地压预测预警方法，其在微震事件整体分布规律分析的基础上，建立一种以微震事件总能量周期性峰值区为关键预警指标的冲击地压预警方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种煤矿冲击地压预测预警方法，包括以下步骤：