基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法与流程

本发明涉及一种基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，属于煤矿安全开采。

背景技术：

1、冲击地压是由于煤岩体中积聚的弹性能突然释放，从而造成巨大破坏作用的一种矿山动力现象，它的瞬时爆发性会给矿山安全带来严重的威胁。对于开采具有发生冲击地压风险的工作面时，需对其进行冲击危险性评价与冲击危险等级划分，以预防冲击地压事故的发生，保证矿井安全生产。

2、目前,划分冲击危险区域的方法大多依据理论上的地质和开采情况，缺乏现场数据的指导,冲击危险区域划分的准确性和可靠性有待提高。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，该方法能够为冲击危险区域划分提供现场数据支撑，提高冲击危险区域划分的准确性和可靠性，为矿井安全生产提供有力保障。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法,包括如下步骤：

3、(1)利用矿井微震监测系统采集巷道掘进期间产生的微震数据；

4、(2)转换采掘工程平面底图中工作面及微震数据的坐标系，使得坐标系x轴方向平行于工作面走向，坐标系y轴方向平行于工作面倾向；

5、(3)沿工作面走向方向划分统计区域，统计区域的尺寸等于掘进期间的平均进尺，并统计各分区的微震总能量；

6、(4)将工作面沿倾向方向分成两个部分，分别统计落入所述两个部分各自每个网格内的能量，并根据冲击地压预警指标划分掘进期间的冲击危险等级；

7、(5)采用传统方法划分回采期间的冲击危险等级；

8、(6)综合掘进期间和回采期间的冲击危险等级，同一区域取两者的最大危险等级作为修正后的冲击危险等级。

9、进一步地，所述步骤(2)中转换坐标的公式为：

10、x′＝(x-xo)cos(α)+(y-y0)sin(α)

11、y′＝(y-y0)cos(α)-(x-xo)sin(α)

12、式中，x、y表示微震事件在原坐标系下的x、y坐标；α表示新坐标与原坐标系顺时针夹角；x0、y0为新标系坐标原点a点x、y坐标；x’、y’表示微震事件在新坐标系下的x，y坐标。

13、进一步地，所述步骤(4)中，统计落入每个网格之内能量的方法为：将工作面沿倾向方向分成两个部分，靠近运输巷道侧的矿震视为落入运输巷道的网格内，靠近回风巷道侧的矿震视为落入回风巷道的网格内。

14、进一步地，所述步骤(4)中，冲击地压预警指标为每24小时发生在掘进工作面附近的微震总能量，其冲击危险等级的划分方法为：每个区域内微震总能量大于冲击地压预警指标的0.75倍视为强冲击危险；每个区域内微震总能量在冲击地压预警指标的0.5～0.75倍之间视为中等冲击危险；每个区域内微震总能量在冲击地压预警指标的0.25～0.5倍之间视为弱冲击危险；每个区域内微震总能量小于冲击地压预警指标的0.25倍视为无冲击危险。

15、进一步地，所述步骤(5)中，划分回采期间的冲击危险等级的传统方法为应力叠加法、多因素耦合法方法中的一种。

16、本发明通过利用矿井微震监测系统采集巷道掘进期间产生的微震数据，转换采掘工程平面底图中工作面及微震数据的坐标系，使得坐标系x轴方向平行于工作面走向，坐标系y轴方向平行于工作面倾向，沿工作面走向方向划分统计区域，统计区域的尺寸等于掘进期间的平均进尺，并统计各分区的微震总能量，根据冲击地压预警指标划分掘进期间的冲击危险等级，采用传统方法划分回采期间的冲击危险等级，综合掘进期间和回采期间的冲击危险等级，同一区域取两者的最大危险等级作为修正后的冲击危险等级。本发明为冲击危险区域划分提供了现场数据支撑，提高了冲击危险区域划分的准确性和可靠性，为矿井安全生产提供了有力保障，法简单，方便，可操作性强。

技术特征：

1.一种基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法,其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，其特征在于，所述步骤(2)中转换坐标的公式为：

3.根据权利要求1或2所述的基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，统计落入每个网格之内能量的方法为：将工作面沿倾向方向分成两个部分，靠近运输巷道侧的矿震视为落入运输巷道的网格内，靠近回风巷道侧的矿震视为落入回风巷道的网格内。

4.根据权利要求3所述的基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，冲击地压预警指标为每24小时发生在掘进工作面附近的微震总能量，其冲击危险等级的划分方法为：每个区域内微震总能量大于冲击地压预警指标的0.75倍视为强冲击危险；每个区域内微震总能量在冲击地压预警指标的0.5～0.75倍之间视为中等冲击危险；每个区域内微震总能量在冲击地压预警指标的0.25～0.5倍之间视为弱冲击危险；每个区域内微震总能量小于冲击地压预警指标的0.25倍视为无冲击危险。

5.根据权利要求4所述的基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，划分回采期间的冲击危险等级的传统方法为应力叠加法、多因素耦合法方法中的一种。

技术总结
基于掘进微震数据修正回采期间冲击危险区域划分的方法，包括如下步骤：利用矿井微震监测系统采集巷道掘进期间产生的微震数据，转换采掘工程平面底图中工作面及微震数据的坐标系，使得坐标系X轴方向平行于工作面走向，坐标系Y轴方向平行于工作面倾向，沿工作面走向方向划分统计区域，统计区域的尺寸等于掘进期间的平均进尺，并统计各分区的微震总能量，根据冲击地压预警指标划分掘进期间的冲击危险等级，采用传统方法划分回采期间的冲击危险等级，综合掘进期间和回采期间的冲击危险等级，同一区域取两者的最大危险等级作为修正后的冲击危险等级。本发明为冲击危险区域划分提供了现场数据支撑，提高了冲击危险区域划分的准确性和可靠性。

技术研发人员：薛再君,完颜晓亮,屈英,毛伟,巩思园,焦宏强,吕甲鹏,赵文元,王萍,陈利,买巧利
受保护的技术使用者：华亭煤业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15