[发明专利]一种冲击矿压的微震多维信息综合时序预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击矿压的微震多维信息综合时序预警方法，是一种微震多维信息综合时序监测预警冲击危险新指标，属于一种冲击矿压时序监测预警技术。

背景技术

冲击矿压灾害是一种开采诱发的矿山地震，不仅造成井巷破坏、人员伤害、地面建筑物破坏，而且会引起瓦斯、煤尘爆炸。由于这种灾害发生时间、地点、位置等的复杂多样性和突发性，对其防治，特别是预测是世界性的难题。

目前，冲击矿压的监测预警方法主要包括：微震监测、电磁辐射监测、声发射监测、钻屑量监测、工作面矿压监测、采动应力监测等。尤其是微震监测方法，能够对全矿范围进行实时监测，是一种区域性、及时监测手段，能够给出震动后的各种信息，具有不损伤煤体、劳动强度小、时间和空间连续等优点。该技术目前被公认为煤岩动力灾害，特别是对于煤矿动力现象监测最有效和最有发展潜力的监测方法之一。在此基础上，国内外学者提出了大量微震监测预警指标，如能量、频次、参数b值、A(b)、P(b)、η值、时空扩散性、赫斯特指数、能量指数EI、视在应力、视在体积、地震黏度、空间集中度、蠕变等。然而上述指标仅单方面反映了微震的时、空、强三要素，同时各指标对异常的分析也仅停留在定性层面，如“指标曲线上升异常”，“下降异常”、“低值异常”、“高值异常”等。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种冲击矿压的微震多维信息综合时序预警方法，是一种综合考虑微震时空强三要素、定量描述冲击危险性强弱程度、可操作性强的冲击危险监测预警综合新指标。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种冲击矿压的微震多维信息综合时序预警方法，包括如下步骤：

（1）对矿震数据进行分区分级筛选；

（2）建立微震多维信息指标体系，包括频次时序指标W₁、空间时序指标W₂和强度时序指标W₃，所述频次时序指标W₁包括频次指标W₁₁，所述空间时序指标W₂包括震源集中程度指标W₂₁，所述强度时序指标W₃包括最大应力当量指标W₃₁和平均应力当量指标W₃₂；

（3）根据下式计算微震多维信息综合时序预警指标值W：

W=W₁+W₂+W₃，W₁=ω₁₁·W₁₁，

W₂=ω₂₁·W₂₁，W₃=ω₃₁·W₃₁+ω₃₂·W₃₂

其中，ω₁₁,ω₂₂,ω₃₁,ω₃₂为相应指标的预测信度（即权重），且满足ω₁₁+ω₂₂+ω₃₁+ω₃₂=1，λ_ij(t)为相应指标在监测时段t内的异常隶属度，取值范围为0-1；

（4）根据微震多维信息综合时序预警指标值W确定危险等级和对应危险等级的防治对策；微震多维信息综合时序预警指标值W越大危险等级越高。

具体的，所述步骤（1）中，采用任意多边形分区方法对矿震数据进行分区筛选。

具体的，所述步骤（1）中，根据矿震能量对矿震数据进行分级筛选，即矿震能量上、下限分别以Gurtenberg-Richter幂率曲线高能量端和低能量端偏离幂率的拐点作为能量上、下限的分界线，所述拐点根据下式计算识别：

能量上限分界线根据下式计算识别：