[发明专利]一种冲击地压的时空序列划分方法

说明书

本发明提供了一种冲击地压的时空序列划分方法，该方法包括采用钻屑法确定巷道各帮煤体的载荷自然分区，依据巷道各帮煤体的载荷自然分区和冲击地压载荷供给区域分布规律将巷道各帮部煤体和巷道区域依次划分为多个空间区域，并作为冲击地压的空间序列，依据冲击地压发生过程规律将冲击地压发生过程依次划分为多个时间阶段，并作为冲击地压的时间序列。将冲击地压的空间序列和时间序列对应，得到冲击地压的时空序列。本发明实施例能够有效地得知冲击地压灾害遏制的时机与目标区域，进而显著提高冲击地压卸压治理的精确度和针对性。

技术领域

本发明涉及煤矿安全开采技术领域，特别是一种冲击地压的时空序列划分方法。

背景技术

目前，全国煤矿百万吨死亡率(即每生产100万吨煤炭死亡的人数比例)在不断减少，特别是在2019年全国煤矿百万吨死亡率创历史新低达到0.083，但仍与国际先进水平存在较大差距，其中，冲击地压灾害导致的死亡人数占据了较大比例。冲击地压灾害具有突发性、破坏性和复杂性等特征，其中冲击地压显现只在几秒钟内完成能量瞬时释放并产生巨大破坏力，且常常引起突水、发火、瓦斯、煤尘爆炸、顶板事故等伴生灾害造成更严重破坏，其从孕育到停止的全过程十分抽象，导致了冲击地压灾害防治难度大，从而严重威胁煤矿作业人员的生命安全和矿井的安全高效生产。

对于冲击地压，目前已形成从机理到防治较为系统的认识，但仍存在以下两方面问题：一方面现有认知与技术水平尚不能对冲击地压发生显现的时间节点和空间位置做出精准预测，从而造成防治区域范围广，治理精度与效率低下；另一方面由于冲击地压形成孕育机制复杂，且少有研究将冲击地压的全过程进行直观的分解，因此难以捕捉到冲击地压灾害的遏制时机和目标区域，造成现有治理措施针对性不强的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的冲击地压的时空序列划分方法，能够有效地得知冲击地压灾害遏制的时机与目标区域，以显著提高冲击地压卸压治理的精确度和针对性。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种冲击地压的时空序列划分方法，包括：

采用钻屑法确定巷道各帮煤体的载荷自然分区；

依据所述巷道各帮煤体的载荷自然分区和冲击地压载荷供给区域分布规律将巷道各帮煤体和巷道区域依次划分为多个空间区域，并作为冲击地压的空间序列；

依据冲击地压发生过程规律将冲击地压发生过程依次划分为多个时间阶段，并作为冲击地压的时间序列；

将所述冲击地压的空间序列和时间序列对应，得到冲击地压的时空序列。

可选地，采用钻屑法确定巷道各帮煤体的载荷自然分区，包括：

采用所述钻屑法在巷道中对巷道各帮煤体进行取屑施工；

对每米钻孔的煤粉量进行收集和称重，根据称重结果记录煤体的每米钻屑重量；

依据记录的每米钻屑重量确定煤体支承压力实测趋势线，根据所述煤体支承压力实测趋势线确定原岩应力基准线；

基于所述煤体支承压力实测趋势线和原岩应力基准线将所述巷道各帮煤体依次划分为包含原岩应力区、支承压力区和应力降低区的巷道各帮煤体的载荷自然分区。

可选地，依据记录的每米钻屑重量确定煤体支承压力实测趋势线，包括：

将记录的所述每米钻屑重量与取屑位置对应，以柱状图形式表示每米钻屑重量；

将所述柱状图中每米钻屑重量对应的顶点依次连接，得到所述支承压力实测趋势线。

可选地，根据所述煤体支承压力实测趋势线确定原岩应力基准线，包括：