[发明专利]一种基于微震监测的地压灾害预警方法

权利要求书

1.一种基于微震监测的地压灾害预警方法，包括以下步骤：

(1)建立有效微震事件库，获取时间因子其中x₁表示活跃期判定因素，x₂表示时序集中度Q_时判定因素；

(2)获取空间因子其中y₁表示活跃区域判定因素，y₂表示震中集中度Q_空判定因素；

(3)获取定量地震学因子其中z₁表示b值判定因素，z₂表示β_n值判定因素，z₃表示η值判定因素，z₄表示CUFIT模型判定因素；

(4)根据地压灾害预警判定目标函数判断预测区域是否需要地压预警。

2.根据权利要求1所述基于微震监测的地压灾害预警方法，其特征在于，步骤(1)中，所述活跃期判定因素x₁，时序集中度Q_时判定因素x₂，通过以下方式得到：

式(1)中，活跃期定义为一定区域，时间区间内微震能量与频次持续三天及以上高于平均值，且无明显交替释放过程；A₁为根据矿山时序集中度Q_时分布特征预设的临界值；

时序集中度Q_时数学模型如下：

式(2)中，和Var(T)分别是时间窗内相邻微震事件发生时间间隔的平均值和方差。

3.根据权利要求1所述基于微震监测的地压灾害预警方法，其特征在于，步骤(2)中，所述活跃区域判定因素y₁，震中集中度Q_空判定因素y₂，通过以下方式得到：

式(3)中，活跃区域定义为一定时间区间，区域内微震能量与频次增加趋势急剧；A₂为根据矿山震中集中度Q_空分布特征预设的临界值；

震中集中度Q_空数学模型如下：

式中，λ₁、λ₂、λ₃为时间窗内微震事件震源三维坐标参量x，y，z组成协方差矩阵的特征根。

4.根据权利要求1所述基于微震监测的地压灾害预警方法，其特征在于，步骤(3)中，所述b值判定因素z₁，β_n值判定因素z₂，η值判定因素z₃，CUFIT模型判定因素z₄，通过以下方式得到：

式(5)中，A₃为根据矿山b值分布特征预设的临界值；A₄为根据矿山β_n值分布特征预设的临界值；A₅为根据矿山η值分布特征预设的临界值；CUFIT模型判别趋势为急剧积累至高值区后下降；

b值数学模型如下：

式(6)中，m为时间窗内震级分档总数，M_i为第i档震级；N_i为第i档震级的微震次数；

β_n值数学模型如下：

式(7)中，n(t,Δt)为时间窗内子区间[t-Δt,t]中的微震次数，N为[0，T]区间中的微震总次数；

η值数学模型如下：

式(8)中，X＝M-M_min，M_min为时间窗内微震震级下限；

CUFIT模型数学模型如下：

式(9)中，E_j为第j个微震事件的能量，是时间窗内微震事件库的平均能量，(a_i-1-b_i-1i)表示对CUSUM_i前所有值作拟合的趋势项。

5.根据权利要求1所述基于微震监测的地压灾害预警方法，其特征在于，步骤(4)中，根据目标函数进行地压预警：

1)F＝0，综合决策结果为微震活动性正常，不需要预警；

2)F≠0，综合决策结果为微震活动性异常，需要预警，且F值越大，表征预警等级更高，现场发生地压灾害的可能性更大。