申请/专利权人：河北煤炭科学研究院有限公司;中煤新集能源股份有限公司

申请日：2021-11-24

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114089417B

主分类号：G01V1/28

分类号：G01V1/28;E21F17/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.03.15#实质审查的生效;2022.02.25#公开

摘要：本发明公开了一种基于底板巷的微震监测阵列布置方法，属于煤矿突水监测技术领域，包括如下步骤：分析工作面底板巷微震监测阵列布置方案的可行性、确定底板巷与工作面巷道的微震监测阵列布置方案、构建工作面底板巷微震监测模型及系统，对工作面回采期间底板突水危险性、采后应力场恢复及安全性进行监测评价。通过在底板巷、巷道联合布置微震监测系统，构建空间、立体、动态监测阵列，发挥底板巷稳定性好、保留时间长的特点，对工作面采前、采中、采后进行全程监测，改善微震监测阵列的整体监测效果，可有效解决常规工作面巷道监测阵列服务周期短、监测范围小、干扰大、针对性及灵活性差等问题。

主权项：1.一种基于底板巷的微震监测阵列布置方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、根据所监测工作面底板巷布置情况，分析该工作面底板巷微震监测阵列布置方案的可行性；步骤S2、根据预期监测目的，分析底板巷与工作面的空间位置关系，初步确定底板巷及工作面巷道内的微震监测阵列布置方案，所述微震监测阵列布置方案包括底板巷与底板巷、底板巷与巷道、巷道活点与定点联合布置方案；确定微震监测阵列布置方案有以下三种方式：a.底板巷位于工作面正下方呈对称式分布时，在两条底板巷采用全包围式均匀布置定点检波器，并在工作面两条巷道中任一巷道布置1-2个活点检波器，共同组成一个空间、立体、动态三巷监测阵列；b.底板巷位于工作面斜下方呈非对称偏移式分布时，在两条底板巷采用全包围式均匀布置定点检波器，在工作面两条巷道中距底板巷最远的一条巷道布置若干定点检波器，组成空间、立体三巷监测阵列，巷道中定点检波器间距为在底板巷布置间距的1.2-1.5倍；c.同时具有多条底板巷时，在多底板巷全包围式均匀布置定点检波器，在工作面任一巷道布置若干活点检波器，构建监控大范围的空间、立体、动态多巷监测阵列；确定微震监测阵列布置方案，安装微震检波器及采集分站，进行井上下联调测试，对背景噪声及数据信噪比进行测试、分析；活点检波器及定点检波器的安装过程如下：a.“点面式”布置方式：布置方式采用“点面式”时，采用“底板巷定点+工作面单巷活点”模式，在监测工作面的两条底板巷中按照全包围非对称原则进行定点钻孔施工，钻孔深度不小于5m，钻孔间距不大于120m；微震检波器安装在钻孔中，并向孔内注水泥浆液，水泥浆液各组分的质量比为水:水泥=3:1，使微震检波器与钻孔岩体完全耦合，底板巷中微震检波器通过多芯线缆连接到底板巷采集分站，采集分站通过光缆串联到采集主分站；在距离工作面切眼较近的煤巷施工活点钻孔，钻孔深度不小于1m，安装1个活动微震检波器，随采线不断向外移动，通过线缆连接到采集主分站，主分站接入井下环网，共同组成一个空间、立体、动态、针对性强的三巷监测阵列，测试微震监测系统并进行背景值分析，对比物探资料得到异常区及薄弱区；b.“线线式”布置方式：布置方式采用“线线式”时，采用“底板巷定点+工作面远端单巷定点”模式，在监测工作面底板巷及邻近工作面较近底板巷中按照均匀分布的原则进行钻孔施工，钻孔深度不小于5m，钻孔间距不大于120m；微震检波器安装在钻孔中，并向孔内注水泥浆液，水泥浆液各组分的质量比为水:水泥=3:1，使微震检波器与钻孔岩体完全耦合，底板巷中微震检波器通过多芯线缆连接到底板巷采集分站，采集分站通过光缆串联到煤巷采集主分站；在工作面煤巷中按照均匀分布的原则进行钻孔施工，钻孔深度不小于5m，钻孔间距不大于120m；微震检波器安装在钻孔中，并向孔内注水泥浆液，使微震检波器与钻孔岩体完全耦合，煤巷中微震检波器通过多芯线缆连接到煤巷采集主分站，主分站接入井下环网，组成空间、立体监测阵列，测试微震监测系统并进行背景值分析，对比物探资料得到异常区及薄弱区；c.“线面式”布置方式：布置方式采用“线面式”时，采用“多底板巷全包围式均匀布置定点检波器+工作面任一巷道布置若干活点检波器”模式，在监测工作面周围选择2条以上底板巷，按照全包围非对称原则进行钻孔施工，钻孔深度不小于5m，钻孔间距不大于120m；微震检波器安装在钻孔中，并向孔内注水泥浆液，水泥浆液各组分的质量比为水:水泥=3:1，使微震检波器与钻孔岩体完全耦合，底板巷中微震检波器通过多芯线缆连接到底板巷采集分站，采集分站通过光缆串联到采集主分站；任选1条工作面煤巷，在距离工作面切眼较近的煤巷施工钻孔，钻孔深度不小于1m，钻孔间距不大于120m，安装2个以上活动微震检波器，可以随采线不断向外移动，活动微震检波器通过多芯线缆连接到煤巷采集主分站，主分站接入井下环网，构建监控范围足够大的空间、立体、多巷微震监测阵列，测试微震监测系统并进行背景值分析，对比物探资料得到异常区及薄弱区；将微震检波器阵列布置在回采工作面下方的底板巷中，实现回采后对整个采空区范围内进行监测；步骤S3、基于底板巷的微震监测阵列，构建工作面底板巷微震监测模型及系统，对工作面回采期间底板突水危险性、采后应力场恢复及安全性进行监测评价。

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