[发明专利]工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法

说明书

本发明公开了一种工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法，先选择矿震统计区间，利用矿井微震监测系统采集工作面回采过程中采空区内的矿震信号，并确定震源位置及能量；统计工作面远离采空区时统计区间内日矿震总能量及日总频次；以工作面远离时间为横坐标，以日矿震总能量或日矿震总频次分别和工作面与统计区间的距离为纵坐标绘制统计区间内日矿震总能量和总频次随工作面远离时间和距离的变化曲线；将两条日矿震总能量、总频次曲线进行归一化处理，根据矿震日总能量及总频次归一化分布曲线分别确定工作面对统计区间内矿震活动的影响时间及距离；选择由两曲线确定的结果最大值，作为工作面采动对采空区矿震活动影响的时间和距离。

技术领域

本发明涉及一种工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法，属于煤矿安全技术领域。

背景技术

随着开采规模、开采深度和开采地质复杂程度的逐渐提高，采场应力环境不断恶化，冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害频繁发生，严重威胁了矿井安全生产及人员生命安全。矿震是采矿过程中诱发的地震，工作面和巷道受局部构造应力、采挖附加应力及地应力场变化的影响，在局部地带形成高应力集中区，在工作面采动过程中的动载诱发条件下，能量急剧而猛烈地释放出来，引起强烈的地面晃动和摇动，当矿震达到一定能级便可能引发冲击显现等动力现象，也是导致地面沉陷的重要原因，严重威胁工作面人员安全以及工作面的正常有效回采。确定工作面采动对采空区的矿震活动影响时间和距离，对工作面、尤其是当采空区两侧有正在回采的工作面以及深部具有冲击地压和煤与瓦斯突出危险的工作面的采掘布局、防范解危措施的实施有重要意义。传统的理论分析方法及现场应力监测方法不能同时实现确定工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离，进而不能有效地对采空区相邻工作面的正常回采提供有价值的参考和数据，并且也不能对冲击地压的防范解危提供合理应对措施。

目前，大多数矿井尤其具有冲击地压等灾害的危险矿井均安装了不同类型的微震监测系统，能够对矿井微震事件进行有效监测,微震监测技术已是冲击地压等动力灾害研究的一个重要手段，但是目前还没有合理的方法利用微震监测系统进行工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的准确判定。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法，无需额外增加监测设备，就能同时实现确定工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离，进而有效对采空区相邻工作面的正常回采和冲击地压的防范解危提供数据支撑。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法，具体步骤为：

(1)采煤工作面正常回采后，在采空区选择距离切眼为L₁的位置作为起始位置，并沿工作面回采走向长度为L的区间，确定为矿震统计区间；

(2)以工作面距离矿震统计区间最近时为起始，利用矿井微震监测系统持续采集工作面每天回采并逐渐远离矿震统计区间过程中采空区的多个矿震信号，并将采集的各个矿震信号利用纵波首次进入时间法和能量密度法分别确定各自的矿震震源位置及能量；

(3)根据步骤(2)得出的工作面每天回采时采空区内的矿震震源位置及能量，统计矿震统计区间内日矿震总频次Q及总能量E，并记录工作面每天的回采距离；

(4)以工作面回采并逐渐远离矿震统计区间的时间(单位为天)为横坐标，以矿震统计区间内日矿震总能量E和矿震统计区间每天与工作面之间的距离L₂为纵坐标，绘制出矿震统计区间内日矿震总能量E和矿震统计区间每天与工作面之间的距离L₂随工作面回采时间的变化曲线；同时以同样的横坐标，以矿震统计区间内日矿震总频次Q和矿震统计区间每天与工作面之间的距离L₂为纵坐标，绘制出矿震统计区间内日矿震总频次Q和矿震统计区间每天与工作面之间的距离L₂随工作面回采时间的变化曲线；其中矿震统计区间每天与工作面之间的距离L₂的计算公式为：