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专利号: 2020112157038
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种临近采区同采工作面间采动影响程度的评价方法,其特征在于,具体步骤为:

(1)先选择所需评价的矿井中相邻采区的两个回采工作面,分别确定为第一回采工作面和第二回采工作面;

(2)在第一回采工作面和第二回采工作面回采平齐时,确定为起始位置,此时第一回采工作面和第二回采工作面同时开始回采,然后利用矿井已有的微震监测系统采集一段时间内回采过程中的多个自然矿震信号,在该段时间内第一回采工作面的回采距离为l1和第二回采工作面的回采距离为l2,并将各个自然矿震信号采用已知处理方法确定各自的矿震震源位置及其能量;

(3)根据步骤(2)得出的矿震震源位置,确定处于第一回采工作面和第二回采工作面之间煤柱区域内的各个矿震震源位置,进而得出煤柱区域内矿震震源位置距离起始位置的最大值L,最终从起始位置沿走向前方距离为L内确定为矿震数据超前统计区域;

(4)将步骤(3)确定的矿震数据超前统计区域沿倾向方向按间距为a进行等分,从而划分出n个倾向分区,倾向分区数量的计算方法为:其中,n为倾向分区数量,个;L1为第一回采工作面的倾向长度,m;L2为第二回采工作面的倾向长度,m;L3为第一回采工作面和第二回采工作面间煤柱区域的倾向长度,m;a为分区间距,m;

(5)根据步骤(2)得出的矿震震源位置及其能量,统计各个倾向分区内矿震总能量及矿震总频次;

(6)分别确定两个回采工作面所在采区中各自距离煤柱区域最远的巷道侧壁,选择其中一个巷道侧壁确定为原点位置,分别计算各个倾向分区的中线距原点位置的距离di,具体计算为:以各个倾向分区的中线距原点位置的距离为横坐标,以各个倾向分区内矿震总能量和总频次为纵坐标,分别绘制出各个倾向分区的矿震总能量和总频次变化曲线;

(7)将步骤(6)绘制出的两条曲线数据除以各自纵坐标最大值进行归一化处理,分别得出矿震总能量归一化分布曲线和矿震总频次归一化分布曲线,具体公式为:其中,Qmax为各个倾向分区中总频次最大值,个;Emax为各个倾向分区中总能量最大值,J;Qi为各个倾向分区的总频次,个;Ei为各个倾向分区的总能量,J;R(Qi)为各个倾向分区总频次除以总频次最大值的相对值;R(Ei)为各个倾向分区总能量除以总能量最大值的相对值;

(8)在归一化的矿震总能量和总频次变化曲线上分别标记出煤柱区域,并在煤柱区域内分别确定矿震总能量相对值RQ和总频次相对值RE为RQ\RE=0.10的多个点,在多个点中选择煤柱区域中点两侧分别距离煤柱区域中点最近的两个点,将这两个点之间的距离确定为倾向距离D1;然后依次确定RQ\RE=0.20的多个点和RQ\RE=0.30的多个点,并重复上述过程,从而确定倾向距离D2和倾向距离D3,若D1>3a,则同采工作面间矿震总能量/总频次采动影响程度为无;若D1≤3a且D2>3a,则同采工作面间矿震总能量/总频次采动影响程度为弱;若D1≤3a、D2≤3a且D3>3a,则同采工作面间矿震总能量/总频次采动影响程度为中等;若D1≤3a、D2≤3a、D3≤3a,则同采工作面间矿震总能量/总频次采动影响程度为强;从而分别得出同采工作面间矿震总能量采动影响程度和同采工作面间矿震总频次采动影响程度;取两者采动影响程度中的较高等级作为同采工作面间采动影响程度。

2.根据权利要求1所述的一种临近采区同采工作面间采动影响程度的评价方法,其特征在于,所述步骤(2)中第一回采工作面和第二回采工作面在回采过程中分别保持其各自回采速度及回采高度不变,回采距离l1和l2均处于10m~30m范围内。

3.根据权利要求1所述的一种临近采区同采工作面间采动影响程度的评价方法,其特征在于,所述步骤(2)采集的自然矿震信号为通过已知方法将干扰波剔除后的矿震信号。

4.根据权利要求1所述的一种临近采区同采工作面间采动影响程度的评价方法,其特征在于,所述步骤(3)中的间距a为5m~10m,煤柱区域的倾向长度L3不小于50m。