[发明专利]地面压裂的监测方法

权利要求书

1.一种地面压裂的监测方法，其特征在于，包括：

在地面压裂过程中，监测目标煤岩层的裂纹扩展实况信息；

在地面压裂完成后，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态；

根据所述裂纹扩展实况信息，所述覆岩活动特征，以及所述煤岩体应力状态确定地面压裂效果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在地面压裂过程中，监测目标煤岩层的裂纹扩展实况信息，包括：

向所述目标煤岩层内注入压裂液，增加孔隙流体压力直到岩石破裂；

监测所述目标煤岩层的岩石破裂时发出的地震波，并根据所述地震波解析得到目标煤岩层的裂纹扩展实况信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，监测所述目标煤岩层的岩石破裂时发出的地震波，并根据所述地震波解析得到目标煤岩层的裂纹扩展实况信息，包括：

通过检波器采集在压裂过程中微地震波的波形信息；

对所述波形信息做极化分析和初至拾取，获取所述目标煤岩层相对震源的纵横波时差；

根据所述纵横波时差建立速度模型，以定位所述震源；

根据所述震源的事件簇生成所述目标煤岩层在压裂过程中裂缝生长的几何形状和空间展布。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：

通过所述目标煤岩层下方的工作面顺槽内的传感器采集微震事件的微震信号；

将所述微震信号转变为电信号，对所述电信号进行模数转换得到数字信号；

对所述数字信号经滤波处理后，基于定位算法和能量算法计算所述微震事件的定位信息及能量信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：

通过所述目标煤岩层下方的工作面前方顺槽内的地音探头采集地音信号；

将所述地音信号转化为电压信号，根据所述电压信号分析所述目标煤岩层下方的低位岩层活动强度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：

通过压力传感器实时测量支架立柱的下腔压力，其中，所述目标煤岩层下方的工作面内的综采支架上的所述压力传感器通过三通接头和液压管路与所述支架立柱相连；

周期采集所述下腔压力的压力数据，并根据所述压力数据计算所述工作面的来压歩距和矿压显现强度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：

通过垂直于煤壁钻孔内的应力计压力枕检测孔底处的岩石应力，得到压力枕受力数据，其中，所述应力计压力枕安装在所述目标煤岩层下方的工作面前方顺槽内；

根据所述压力枕受力数据确定当前煤体的应力集中程度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测所述目标煤岩层的工作面在回采过程中的覆岩活动特征和煤岩体应力状态包括：

在所述目标煤岩层下方的工作面前方的第一顺槽内布置层析成像CT探测传感器，在第二顺槽内布置炸药孔激发；

根据地震波走时或地震波场观测数据对地球介质进行反演，获取所述CT探测传感器的探测区域内部介质的地震波参量；

根据所述地震波参量反演物体内部物理量的分布，得到不重叠的分布图形，进而确定所述目标煤岩层体内的震动波速。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述裂纹扩展实况信息，所述覆岩活动特征，以及所述煤岩体应力状态确定地面压裂效果包括：

在裂缝高度和裂缝长度越大时，确定所述地面压裂效果越好，在裂缝方位角与预期方向越相符时，确定所述地面压裂效果越好，其中，所述裂纹扩展实况信息包括：所述裂缝高度、所述裂缝长度、所述裂缝方位角；

在微震事件的能量级别较压裂前越小时，确定所述地面压裂效果越好，在地音事件的能量级别较压裂前越小时，确定所述地面压裂效果越好，在目标岩层的垮断歩距较压裂前越小时，确定所述地面压裂效果越好，其中，所述覆岩活动特征包括：所述微震事件、所述地音事件、所述目标岩层的垮断歩距；

在煤岩体的应力集中程度较压裂前越小时，确定所述地面压裂效果越好，在震动波在煤岩体内的波速较压裂前越低时，确定所述地面压裂效果越好，其中，所述煤岩体应力状态包括：所述煤岩体的应力集中程度、所述震动波在煤岩体内的波速。