一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法和装置与流程

本发明涉及一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法和装置，属于煤矿安全领域。

背景技术：

1、随着煤炭开采深度和强度的增加，冲击地压灾害形势愈演愈烈，近年来已经发生多起冲击地压，造成了重大的经济损失和恶劣的社会影响。目前针对坚硬顶板开展水力压裂是普遍采用的一种卸压防冲手段。压裂效果的好坏主要取决于压裂形成裂缝数量的多少，压裂形成裂缝多则表明压裂效果好，压裂形成裂缝少则表明压裂效果差。

2、目前对于顶板压裂效果的检验通常采用工作面支架压力监测、区域微震监测等间接的、耗时长的手段。目前尚没有一种操作方便、适用性强、直接监测新增裂缝数量的直接的效果评价手段。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法和装置，以提高对于压裂防冲效果监测的效率和可靠性。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，包括步骤：

4、将完成瞬变电磁的线圈铺开，使所述线圈与所述顶板面保持平行；

5、设置探测叠加次数和发射脉宽；

6、按照固定的移动步距，沿着巷道水平移动所述线圈，每移动一个步距所述线圈发射一次电磁场，同时接收该电磁场遇到介质产生的二次电磁场；

7、将接收得到的电磁场的电压数据进行反演处理，得到探测区域内视电阻率的三维分布矩阵；

8、根据所述三维分布矩阵建立防冲效果评价参数；

9、根据所述防冲效果评价参数判断压裂防冲效果。

10、所述建立防冲效果评价参数包括建立公式：

11、w＝(b-a)/a

12、式中w为防冲效果评价参数，a为水力压裂前探测区域内视电阻率的三维分布矩阵，b为水力压裂后探测区域内视电阻率的三维分布矩阵。

13、当所述w为0～0.5时，代表所述压裂防冲效果差；当所述w为0.5～1时，代表所述压裂防冲效果中等，当所述w为1～2时，代表所述压裂防冲效果良好，当所述w>2，代表所述压裂防冲效果优秀。

14、所述线圈为正方形线圈。

15、所述线圈的探测的垂直距离为20m～120m。

16、所述线圈探测的水平距离为0m～480m。

17、另一方面，本发明还提供一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价装置，用于实现所述的方法，包括所述线圈、操作主机和操作面板，所述线圈与所述操作主机连接，所述操作面板用于设置探测叠加次数和发射脉宽。

18、所述的坚硬顶板水力压裂防冲效果评价装置还包括支撑装置，所述支撑装置用于支撑所述线圈，使所述线圈与所述顶板面靠近且始终保持平行。

19、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：因此通过开展瞬变电磁探测，分析目标区域二次场电压衰变信号数据进而反演处理，得出目标区域视电阻率分布云图，进而分析其含水量，最终判断顶板中新增裂缝数量，从而分析顶板压裂防冲效果，操作方便、适用性强、监测效率高。

技术特征：

1.一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，其特征在于，建立防冲效果评价参数包括建立公式：

3.根据权利要求2所述的坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，其特征在于，当所述w为0～0.5时，代表所述压裂防冲效果差；当所述w为0.5～1时，代表所述压裂防冲效果中等，当所述w为1～2时，代表所述压裂防冲效果良好，当所述w>2，代表所述压裂防冲效果优秀。

4.根据权利要求1所述的坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，其特征在于，所述线圈为正方形线圈。

5.根据权利要求1所述的坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，其特征在于，所述线圈的探测的垂直距离为20m～120m。

6.根据权利要求1所述的坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法，其特征在于，所述线圈探测的水平距离为0m～480m。

7.一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价装置，用于实现权利要求1～6中任意一项所述的方法，其特征在于，包括所述线圈、操作主机和操作面板，所述线圈与所述操作主机连接，所述操作面板用于设置探测叠加次数和发射脉宽。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括支撑装置，所述支撑装置用于支撑所述线圈，使所述线圈与所述顶板面靠近且始终保持平行。

技术总结
本发明涉及一种坚硬顶板水射流割缝压裂防冲效果评价方法和装置，包括步骤：将完成瞬变电磁的线圈铺开，使所述线圈与所述顶板面保持平行；设置探测叠加次数和发射脉宽；按照固定的移动步距，沿着巷道水平移动所述线圈，每移动一个步距所述线圈发射一次电磁场，同时接收该电磁场遇到介质产生的二次电磁场；将接收得到的电磁场的电压数据进行反演处理，得到探测区域内视电阻率的三维分布矩阵；建立防冲效果评价参数；根据所述防冲效果评价参数判断压裂防冲效果。所述坚硬顶板水力压裂防冲效果评价方法操作方便、适用性强、监测效率高。

技术研发人员：张晨阳,夏永学,潘俊锋,杜涛涛,陆闯
受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13