[发明专利]一种基于矿震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法

权利要求书

1.一种基于矿震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法，其特征在于：包括通过矿震群震动波能量衰减特性、综合考虑矿震群震动波的静载以及动载效应对冲击地压进行危险预测；其中具体包括：基于矿震群震动波能量衰减特性、并考虑矿震震动波对煤岩体的累积损伤效应构建静载强度指标；基于矿震群能量衰减特性、并考虑矿震震动波能量集聚效应构建动载强度指标；然后采用均方差法确定两种指标权重，将两种指标进行叠加进而构建综合预测指标以进行冲击地压危险预测；

采用如下公式计算综合预测指标：

式中，φ_sdi为网格区域任一节点i的综合预测指标值；w₁、w₂分别为采用均方差法确定的φ_s与φ_d所占的权重，w₁、w₂均介于0～1之间；

w₁、w₂计算公式为分别为：

式中，std(φ_si)为网格区域所有节点处φ_si的方差；std(φ_di)为网格区域所有节点处φ_di的方差；σ_si为任一节点i的静载应力指数；σ_smax为网格区域所有节点中σ_si的最大值；σ_smin为网格区域所有节点中σ_si的最小值，σ_di为网格区域任一节点i的能量聚集指数；σ_dmax为网格区域所有节点中σ_di的最大值；σ_dmin为网格区域所有节点中σ_di的最小值。

2.根据权利要求1所述的基于矿震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法，其特征在于：此处将矿震震源假设为半径为r₀的球体，并采用下式计算矿震群中某一震源的震动波传播衰减后的残余能量：

式中，E_ij为矿震群中某一震源由j点传播至i点后的残余能量，其中j点为震源中心的位置；E_j为该震源在j点的能量；ppv_ij为该震源辐射的震动波由j点出传播至i点后引起的质点峰值速度；ppv_j为该震源在j点的质点峰值速度；R_ij为j点与i点之间的直线距离；r₀为震源半径；_η为能量衰减系数；β为质点峰值震动速度衰减系数，β由微震系统多个未超量程的探头所记录的质点峰值速度与探头距震源距离的关系拟合得到。

3.根据权利要求2所述的基于矿震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法，其特征在于：震源半径r₀采用下式计算：

式中，V_A为震源的视体积；G为煤岩体的剪切模量；M₀为震源的地震矩；E_s为震源能量。

4.根据权利要求2所述的基于矿震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法，其特征在于：采用如下公式计算静载强度指标：

式中，ε_eij为网格区域任一节点i处的累积Benioff应变；N为网格节点总数；ε_ef为网格区域网格节点中ε_eij的最大值；D_F为临界损伤值，取值为0.95，E为煤岩体的弹性模量；φ_si为任一节点i的静载强度指标。

5.根据权利要求2所述的基于矿震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法，其特征在于：采用如下公式计算动载强度指标：

式中；φ_di为任一节点i的动载强度指标。