[发明专利]一种水压致裂矿岩预处理试验的裂缝扩展监测方法

权利要求书

1.一种水压致裂矿岩预处理试验的裂缝扩展监测方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1、钻进压裂钻孔和观测钻孔

用地质钻机在巷道内的钻一个压裂钻孔，深度为100m-200m，在压裂钻孔周边布置钻进若干个观测钻孔，观测钻孔的深度为压裂钻孔深度的1.2～1.5倍；

步骤2、在压裂钻孔内布设由上封隔器和下封隔器组成的封隔器组、封隔注水管路和压裂注水管路；

步骤3、安装监测设备

首先在观测钻孔内距离孔底2 m-4m处安装信号激发器，之后将水位监测计下放到信号激发器上方2 m-4m处，再向观测钻孔内注水使液面高于水位监测计，然后在距离观测钻孔孔口10-20 m处安装微震检波器，最后将信号激发器、水位监测计和微震检波器的数据传输线缆引出观测钻孔，并接入监测站的数据采集处理系统；

步骤4、水压致裂矿岩预处理试验及数据采集处理

首先通过封隔注水管路向封隔器组注水，压力流体通过注水管路接头、调控连接装置注入封隔器组，使上、下封隔器同时鼓胀抵接在压裂钻孔的内壁上形成上、下封隔段，上、下封隔段之间形成封闭的压裂测试段；然后通过压裂注水管路向压裂测试段注水，压裂钻孔的压裂测试段边壁在高压水的作用下逐渐产生裂纹，裂纹逐渐扩展形成裂缝并且逐渐向压裂测试段边壁四周远处扩展；同时，数据采集处理系统实时显示并记录观测钻孔内水位监测计的数字信号和微震检波器的数字信号；

步骤5、试验结果判定，与步骤4同步进行，

步骤5.1、评价水压致裂效果

通过对比压裂前后试验区域岩体的纵波波速对水压致裂效果进行评价，当完整性指标介于1～0.90时为压裂效果极差，介于0.89～0.70时为压裂效果差，介于0.69～0.50时为压裂效果一般，介于0.49～0.30时为压裂效果较好，介于0.29～0.01时为压裂效果好；

步骤5.2、确定水力裂缝扩展范围

通过对若干个观测钻孔内微震检波器获取的微地震数据进行筛选、到时标定等预处理，采用线性化地震定位方法将地震波走时的非线性方程进行线性化处理，求取微地震事件的震源参数，进行微地震定位，得到不同时刻的水力裂缝扩展范围；同时，通过观测水位监测计数据判定水力裂缝是否到达或贯穿观测钻孔。

2.根据权利要求1所述的一种水压致裂矿岩预处理试验的裂缝扩展监测方法，其特征在于，在步骤1中所述的若干个观测钻孔为6～8个观测钻孔。

3.根据权利要求1所述的一种水压致裂矿岩预处理试验的裂缝扩展监测方法，其特征在于，所述步骤4中数据采集处理系统实时显示并记录的具体步骤如下：

步骤4.1、当裂缝形成并扩展时，矿岩石内部发生的破裂产生微震信号，微震检波器识别与采集经岩体传输至微震检波器的微震信号；

步骤4.2、当裂缝扩展至或贯穿观测钻孔时，高压水进入观测钻孔，水位监测计发出信号；同时信号激发器产生的信号也被微震检波器拾取；

步骤4.3、水位监测计和微震检波器的数字信号通过数据传输线缆输入数据采集处理系统进一步处理。