(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111298259.5 (22)申请日 2021.11.04 (71)申请人 华亭煤业 集团有限责任公司 地址 744100 甘肃省平凉 市华亭市西华 镇 上亭社区莲湖路109号 (72)发明人 张玉亮　徐元强　郭伟成　崔琳　 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击 地压预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于开采强度及微震分 析的煤矿冲击地压预测方法， 包括以下步骤： 利 用以下定性指标评价是否有冲击危险性， 小能量 震动无规律 分散分布， 震动频次与总能量同步下 降或上升， 表明煤岩层集聚的能量在平缓稳定地 释放， 一般不会发生冲击地压显现； 小能量震动 的空间分布从杂乱分散变为较规律的排列； 震动 分散， 震动频次持续增加， 震动总能量持续增大， 突然， 震动频次减少， 但震动总能量仍持续增大， 甚至翻倍。 工作面相邻两日推进度变化过大， 放 高与采高之比过大。 发明在现场预测预警实践中 取得了极大的成功， 为矿井冲击灾害治理提供了 坚实的技 术基础。 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 CN 114048530 A 2022.02.15 CN 114048530 A 1.一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击地压预测方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1： 分析华亭矿区砚北煤矿250207工作面4次典型的冲击显现前矿震释放能量与工作 面推进度之间的关系统计情况； S2： 分析砚北煤矿250202上综采工作面2018年10月11日发生冲击地压显现(微震监测能 量为4.57×105J)工作面产量、 矿震频次与矿震释放总能量关系统计图； S3： 分析砚北煤矿250207工作 面冲击地压显现前矿震释放能量与工作 面放煤高度之间 的关系统计图； S4： 分析华亭煤矿250103回采工作面2011年9月30日至10月2日连续3天的微震监测震 源平面定位情况； S5： 对以上分析进行总结， 微震对矿山冲击地压预警具有独特优势， 利用以下定性指标 评价评价是否有冲击危险性， 在现场取得了明显效果： (1)小能量(能量等于或小于104J级 别)震动无规律分散分布， 震动频次与总能量同步下降或上升， 无论震动频次多高， 震动释 放的总能量有多大， 表示煤岩层集聚的能量在平缓稳定地释放， 一般不会发生冲击地压显 现； (2)小能量(能量等于或小于104J级别)震动的空间分布从杂 乱分散变为较规律的排列， 大能量(能量大于104J级别)震动次数增加， 震中迁移并集中， 预示冲击地压危险性增大。 (3)震动分散， 震动频次持续增加， 震动总能量持续增大， 突然， 震动频次变小， 但震动总能 量持续增大， 甚至翻倍， 预示冲击地压危险性增大。 2.根据权利要求1所述的一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击地压预测方法， 其 特征在于， 所述S1 中， 工作面忽 快忽慢推进或工作面停产后恢复生产时， 突然 快速推进都可 能引发冲击地压。 也就是说， 工作面非匀速推进， 是诱发冲击地压的重要因素； 冲击地压发 生前， 矿震释放能量级别基本都在105J以上。 3.根据权利要求1所述的一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击地压预测方法， 其 特征在于， 所述S2中， 工作面推进速度是评价回采工作面冲击危险程度大小的重要指标之 一， 且工作面是否匀速推进， 即工作面相 邻两日推进度相差大小， 也是影响工作面冲击危险 程度的重要因素， 工作面推进速度变化幅度越大， 诱发冲击的危险程度也随之增大。 4.根据权利要求1所述的一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击地压预测方法， 其 特征在于， 所述S1和S2中， 根据华亭矿区各冲击地压矿井回采工作面防冲实践总结， 综合考 虑生产任务和防冲要求， 将回采工作面日推进度控制在3.2m之内， 且尽量保持匀速推进， 若 遇特殊情况， 工作面相邻两日推进度相 差控制在最小程度(以华亭矿区各矿井回采循环进 度0.8m考虑， 相邻两日推进度之差应控制在0.8之内)， 对防冲是比较有利的， 随着采高的增 加， 冲击地压危险性也随之增加。 华亭矿区各冲击地压矿井均采用综放开采， 采高一般都为 3m， 所以要降低冲击地压危险， 只能从减小放煤高度入手。 对综放开采而言， 工作面放煤时， 由于瞬时放落的煤量大， 会突然改变放煤区域的应力状态， 煤层会出现突然卸压、 增压， 能 量的释放量和释放速度也会显著增加， 导致煤层及围岩应力发生急剧变化， 当应力超过煤 岩层的极限应力时， 就会诱发冲击地压 。 5.根据权利要求1所述的一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击地压预测方法， 其 特征在于， 所述S3中工作面矿震释放能量与放煤高度及其变化幅度存在一定的关系。 放煤 高度过大(9.0 m以上)或放高变化幅度大都可能引发冲击地压。 对于华亭矿区各冲击地压矿权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114048530 A 2井来说， 因各矿回采工作面设计采高基本都为3.0m， 所以控制开采高度实际也就是控制采 放比。 放煤高度过大， 采空区悬顶离采场底板的高度就越大。 对于坚硬顶板煤层而言， 工作 面顶板垮落充填采空区的高度不大于采放煤高度时， 上覆岩层 破断下沉释放的能量和瞬时 垮落对采场底部的剧烈冲击就可能引发冲击地压 。 6.根据权利要求1所述的一种基于开采强度及微震分析的煤矿冲击地压预测方法， 其 特征在于， 所述S1、 S2和S3中， 对于华亭矿 区各冲击地压矿井具体开采条件而言， 为了科学 评价冲击地压危险性， 在综合指数法开采技术条件因素11项评价指标的基础上， 引入影响 工作面冲击地压危险性的一个重要因素——开采强度及均衡生产因素。 通过现场实践统计 分析， 将开采强度及均衡生产因素可归纳为三个具体的指标： 回采工作面推进速度、 回采工 作面相邻两日推进度变化大小和放顶煤工作面放高与采高之比。 参照冲击危险性评价生产 技术因素指标评价指数取值方法， 赋予相 应的指数。 基于华亭煤田各冲击地压矿井综放工 作面采高基本都为3.0m， 循环进尺基本都为0.8m的具体情况进行 赋值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114048530 A 3