【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦山安全監測，尤其是涉及一種基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法。
技術介紹
1、隨著地下礦山企業對礦產資源的開采，造成原本復雜多變難以預測的地壓災害變得頻繁起來，國內外專家學者研究了眾多方法和技術用于地壓災害監測和預警，其中微震監測是一種有效的地壓災害預警方式。趙興東將微震監測、圍巖應力累計、應力陰影、應力遷移用于礦山沖擊地壓預報預測；竇林名建立煤巖沖擊危險“應力場-震動場”多參量預測與時空監測預警體系，實現了沖擊危險分析預測與實時監測預警；黨明智通過優化微震監測臺網，采用多參數分析，結合一次地壓顯現提出一種基于微震矩震級的地壓災害預警分析方法；郭曉強、覃敏等基于微震事件數據庫，構建了包括時間、空間、地震學參數地壓災害預警系統；黃艷偉從安全生產管理的角度，提出了微震災害預警、災害等級分類、現場處置和安全生產管理一體化的地壓災害預警體系；田宏海采用k-means聚類分析算法將鏡鐵山樺樹溝銅礦分為5個微震監測區，建立以微震監測事件數、微震監測累計事件數、βn分布和cufit模型為單元的災害預警方法，成功地對礦區內監測分區四的地壓災害事件進行了預警；張雪楣通過微震監測事件時空分布規律、災害前兆特征b值、h指數，采用與礦區巖爆相佐證的方式，驗證了微震監測技術在深井災害預警的可行性。
2、目前大多數地壓災害監測預警方法基本采用某一預警參數或者多個預警參數，當監測數據達到預警值后立即發出預警，這些方法在預警準確性上不足，不能準確判斷地壓災害孕育的生命周期，無法給出地壓災害發展階段。
1、本專利技術的目的是提出一種基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，對礦柱破壞發展的全過程進行監測分析，可準確給出礦柱破壞發展孕育階段，從而實現礦柱破壞的精確預警。
2、本專利技術的目的是通過下述技術方案來實現的：
3、本專利技術的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，包括如下步驟：
4、步驟1、進行巖石聲發射特征試驗，目標礦山巖石進行單軸壓縮破壞聲發射試驗，得到巖石破壞過程的聲發射特征；
5、步驟2、礦柱破壞孕育全生命周期分析；根據巖石破壞過程聲發射變化速度，劃分礦柱破壞災害孕育全生命周期，即初始孕育期、等速孕育期、初加速孕育期、加速孕育期和臨破壞期；
6、步驟3、建立地壓微震監測系統，實現礦山礦柱破壞實時監測，實時獲取單通道微震事件變化結果；
7、步驟4、礦柱破壞分期預警分析，將單通道事件變化速度對照礦柱破壞孕育過程進行分析，給出礦柱破壞發展階段，從而實現礦柱破壞分期精確預警。
8、所述的步驟1中，將礦山待測巖石加工成長方體試樣；加載系統采用液壓式萬能材料試驗機并采用應力控制加載方式；其中的監測系統包括聲發射傳感器、聲發射前置放大器、聲發射卡、聲發射主機系統和聲發射處理軟件。
9、所述的步驟2中，利用巖石聲發射試驗系統進行巖石單軸壓縮試驗，伴隨著微裂紋的起裂、擴展并產生宏觀破壞，整個過程釋放大量的聲發射信號，根據大量的巖石單軸壓縮破壞聲發射特征結果，巖石從加載到破壞，聲發射事件大致上可分為4個階段：oa聲發射事件初始增長階段、ab聲發射平靜階段、bc聲發射事件初加速增長階段、cd聲發射事件加速增長階段。
10、所述的步驟2中，所述的礦柱破壞孕育全生命周期中，
11、初始孕育期：即聲發射初始增加階段，在該階段巖體受力開始增加，內部不連續面開始壓密，這個過程會產生較多的微震事件；
12、等速孕育期：即聲發射平靜期階段，在該階段巖體受力繼續增加，但仍未能導致巖體內部出現大量破裂，這個過程不會產生較多的微震事件；
13、初加速孕育期：即聲發射初加速增加階段，在該階段巖體受力繼續增加，導致巖體內部出現一定程度的破裂，這個過程會產生較多的微震事件；
14、加速孕育期：即聲發射加速增加階段，在該階段巖體受力臨近巖體自身強度，會導致巖體內部出現大量的破裂，這個過程會產生大量的微震事件，也會產生一定程度的宏觀破壞；
15、臨破壞期：即聲發射加速增加后期階段，在該階段巖體受力超過巖體自身強度，隨時會發生破壞。
16、所述的步驟3中，根據礦山監測范圍，設計采區微震監測系統方案；整個微震監測系統包括井下微震數據采集站點和地表辦公區地壓監控站；傳感器監測到的信號通過信號電纜分別傳輸到各水平數據采集站點；數據采集站點通過光纜將微震信號數據傳輸至辦公區地壓監控站；監測系統的主服務器布置在辦公樓的地壓監測站內，整個系統由主服務器通過gps實現各采集儀同步授時；并且通過互聯網，該監測系統實現遠距離監控功能。
17、所述的步驟4中，利用地壓微震監測系統，對實時采集到的單通道微震數據進行分析，將單通道事件變化速度對照礦柱破壞孕育過程進行分析，給出礦柱破壞發展階段，從而實現礦柱破壞分期精確預警；在實際監測應用中，為了保證礦山安全，一般在礦柱破壞加速孕育期即可發出預警。
18、本專利技術的優點：
19、本專利技術的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，可實現礦山礦柱破壞孕育過程的全生命周期監測，對潛在的礦柱破壞進行分期精確預警。
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1.一種基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，所述的步驟1中，將礦山待測巖石加工成長方體試樣；加載系統采用液壓式萬能材料試驗機并采用應力控制加載方式；其中的監測系統包括聲發射傳感器、聲發射前置放大器、聲發射卡、聲發射主機系統和聲發射處理軟件。
3.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，所述的步驟2中，利用巖石聲發射試驗系統進行巖石單軸壓縮試驗，伴隨著微裂紋的起裂、擴展并產生宏觀破壞，整個過程釋放大量的聲發射信號，根據大量的巖石單軸壓縮破壞聲發射特征結果，巖石從加載到破壞，聲發射事件大致上可分為4個階段：OA聲發射事件初始增長階段、AB聲發射平靜階段、BC聲發射事件初加速增長階段、CD聲發射事件加速增長階段。
4.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，所述的步驟2中，所述的礦柱破壞孕育全生命周期中，
5.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期
6.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，所述的步驟4中，利用地壓微震監測系統，對實時采集到的單通道微震數據進行分析，將單通道事件變化速度對照礦柱破壞孕育過程進行分析，給出礦柱破壞發展階段，從而實現礦柱破壞分期精確預警；在實際監測應用中，為了保證礦山安全，一般在礦柱破壞加速孕育期即可發出預警。
...【技術特征摘要】
1.一種基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，所述的步驟1中，將礦山待測巖石加工成長方體試樣；加載系統采用液壓式萬能材料試驗機并采用應力控制加載方式；其中的監測系統包括聲發射傳感器、聲發射前置放大器、聲發射卡、聲發射主機系統和聲發射處理軟件。
3.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在于，所述的步驟2中，利用巖石聲發射試驗系統進行巖石單軸壓縮試驗，伴隨著微裂紋的起裂、擴展并產生宏觀破壞，整個過程釋放大量的聲發射信號，根據大量的巖石單軸壓縮破壞聲發射特征結果，巖石從加載到破壞，聲發射事件大致上可分為4個階段：oa聲發射事件初始增長階段、ab聲發射平靜階段、bc聲發射事件初加速增長階段、cd聲發射事件加速增長階段。
4.根據權利要求1所述的基于微震單通道事件的礦柱破壞分期預警方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳曉云，彭府華，任海龍，劉顯鋒，張洪昌，張振江，李云濤，李昱衡，
申請(專利權)人：鞍鋼集團礦業有限公司，
類型：發明
國別省市：
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