[发明专利]一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法及系统

说明书

本发明提供一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法及系统，涉及地下开挖工程和煤岩动力灾害预警技术领域。包括：采集矿井目标区域内的矿震监测数据并进行预处理，之后对目标区域进行空间网格划分并确定各网格对应的矿震集合，计算各网格内矿震集合对应的冲击前兆预警指标并归一化，利用高斯空间光滑模型绘制各预警指标空间分布云图，再以云图的标准差作为图像融合的权重，结合加权平均图像融合法获得冲击危险空间分布云图，结合矿井底图判定局部冲击危险区。本发明利用矿震信息实现了矿井冲击地压危险的空间区域高效划分，能够为井下冲击危险的精准预警提供方案并有效降低其防治成本。

技术领域

本发明涉及地下开挖工程和煤岩动力灾害预警技术领域，尤其涉及一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法及系统。

背景技术

冲击地压是煤矿井下生产过程中所面临的一种典型动力灾害，其具有突发性、猛烈性等特征，一旦发生则易出现群死群伤事故，给井下相关工作人员的生命和财产安全带来了极大的威胁。并且随着浅部矿产资源的日近枯竭，煤炭开采逐年向地球深部扩展，受地应力、地质条件等多种因素的综合影响，冲击地压事故发生频次逐年上升，其发生机理也愈发复杂，给煤矿的安全生产造成严重挑战。

近年来，微震监测系统由于其可对矿井大范围区域内煤岩体破断进行实时监测，被认为是冲击地压防治效能最高的监测手段之一。但是受系统定位误差、台网布置等因素的影响，其预警准确率还有较大上升空间，为保障井下工作人员的生命和财产安全，常需大范围施行各项防冲措施，其效果难以检验，造成了部分资源的浪费和开采成本的上升。因此，有必要对矿震监测数据进行进一步挖掘，获取矿井冲击危险的空间分布信息，提出一种冲击地压危险区域划分方法。

发明内容

本发明提出了一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法，实现井下冲击危险区域的高效划分并降低防冲成本，并解决现有技术中难以实时划定矿井局部冲击危险区，需大范围施行各项防冲措施造成的部分资源浪费和开采成本上升的问题。

为解决上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法，该方法适用于电子设备，方法步骤包括：

S1、采集矿井目标区域内的矿震监测数据并进行预处理；

S2、对目标区域进行空间网格划分，结合预处理后的矿震监测数据确定各网格对应的矿震集合；

S3、计算各网格内矿震集合对应的冲击前兆预警指标，将预警指标进行归一化处理；

S4、利用高斯空间光滑模型绘制各预警指标空间分布云图；

S5、计算各预警指标空间分布云图的标准差，以标准差作为图像融合的权重；

S6、基于权重，利用加权平均图像融合法获得冲击危险空间分布云图；

S7、结合预先采集的矿井底图判定并划分局部冲击危险区。

优选地，S1中，采集矿井目标区域内的矿震监测数据，包括：

获取矿井微震监测系统所采集的实时微震监测数据，每条数据包含矿震的三维坐标X、Y、Z，发生时间T及震源能量E；

其中，目标区域为井下工作面前后200m范围内的区域。

优选地，S1中，对矿震监测数据进行预处理，包括：

对原始微震监测数据进行筛选，筛选出三维坐标位于目标区域内并且能量E大于100J的矿震事件。

优选地，S2中，对目标区域进行空间网格划分，确定各网格对应的矿震集合，包括：

目标区域的网格大小依据矿井微震监测系统的定位误差确定；

位于网格内的所有矿震事件为网格相对应的矿震集合。