专利名称：一种煤岩动力灾害多参量综合指标预测方法
技术领域：
本发明属于能源技术中的煤炭开发领域，适用于预测煤矿采掘过程中煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害。
背景技术：
煤岩动力灾害发生的时间、地点、区域、震源等具有随机性、复杂多样性和突发性，使得煤岩动力灾害的预测工作变得极为困难复杂，是亟待解决的世界性难题。煤岩动力灾害的预测工作的关键在于预测方法的选择。国内外学者经过多年研究，提出了诸多预测方法。根据预测过程的连续性可将煤岩动力灾害预测方法分为指标预测法和连续预测法。与指标预测法相比，连续预测法具有非接触、连续性、不干扰煤矿正常生产等优点，逐渐发展成为煤岩动力灾害预测方法的主流。连续预测方法主要有电磁辐射、微震、声发射和瓦斯动态涌出方法等。目前煤矿使用的煤岩动力灾害连续监测系统一般均为专用监测系统，其预测指标单一、使用范围有限，且存在漏报、可靠性低等问题。将多种方法相结合的多参量预测系统可以提高预测预报的准确性，减少漏报率。然而，每一种预测指标都有其特有的预测机制，将多种单项指标预测法耦合在同一监测系统中，便会产生各指标重要度如何选取及其临界值如何确定等问题。因此，亟待提出一种能确定不同指标重要度和临界值的多参量综合指标预测方法。
发明内容
本发明提出一种煤岩动力灾害多参量综合指标预测方法，旨在解决多种煤岩动力灾害连续预测方法耦合过程中各指标重要度及临界值选取问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:步骤一:分别统计电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种指标正常水平下的幅值的平均值Atl和发生煤岩动力灾害时四种指标幅值的最大值Α_，计算各指标最大值Aniax和平均值Atl之间的差值(Amax-Atl)；步骤二:对于任一时刻t的电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种指标的幅值八(0，计算八(0的绝对值|A(t) I和Atl的差值，并对差值求绝对值I |A(t) 1-Atl I，然后分别求出四种指标I |A(t) -A0与(Amax-Atl)的比值。此比值便是单项指标危险指数W(t)。步骤三:根据四种单项指标危险指数W(t)的大小确定各自权重，危险指数W(t)大小位于
所对应指标的权重分别 0.25，0.5，
0.75，I。步骤四:将四种单项指标危险指数W(t)乘以各自对应的权重f(t)，即得到四种指标的综合指标危险指数W综(t)。根据综合指标危险指数W综⑴大小位于
的情况，将t时刻采掘巷道危险性划分为安全、较安全、较危险和危险四个等级。安全等级代表采掘工作可正常进行；较安全等级代表采掘过程中，应加强煤岩动力灾害危险的监测预报；较危险等级代表在采掘工作的同时，应加强区域防治措施，同时进行监测预报，当监测预报结果达到安全程度时方可进行掘进；危险等级代表采取区域防治措施后，经过检验认为措施有效后，再次采取局部防治措施，同时进行监测预报，当监测预报结果达到安全程度时方可进行掘进。本发明的有益效果是，利用四种煤岩动力灾害指标耦合预测可提高采掘工作面前方煤岩动力灾害预测的准确性，并为煤岩动力灾害多种指标融合提供技术基础，同时也可为煤岩动力灾害多参量监测系统的研发提供临界值确定方法和预警标准。
具体实施例方式煤岩动力灾害监测指标主要包括电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种。根据矿井现场实测数据，分别统计电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种指标正常水平下的幅值绝对值的平均值Atl和发生煤岩动力灾害时四种指标幅值的最大值A_。对于电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种指标中的任一指标，单项指标危险指数w(t)由式⑴确定:
权利要求
1.一种煤岩动力灾害多参量综合指标预测方法，其特征是:利用电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种指标任一时刻幅值、正常水平下的幅值的平均值和发生煤岩动力灾害时四种指标幅值的最大值三个数值确定单项指标危险指数；然后根据单项指标危险指数确定各单项指标权重，进而计算出综合指标危险指数；最后根据危险指数的大小将危险程度划分为安全、较安全、较危险和危险四个级别。
2.根据权利要求1所述的单项指标危险指数，其特征是:对于其中任一指标，其危险指数W(t)由公式=确定，将危险指数划分为四个区间，分别对应四种危险等级。
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3.根据权利要求1所述的综合指标法，其特征是:综合指标法危险指数Ws(t)由公式%ι(ο= κω_./:(ο确定，将危险指数划分为四个区间，分别对应四种危险等级。 /=]`
全文摘要
一种煤岩动力灾害多参量综合指标预测方法，适用于预测煤矿采掘过程中煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害。多种指标预测法耦合在同一监测系统中，会产生各指标重要度如何选取及其临界值如何确定等问题。根据任一时刻电磁辐射、微震、声发射和瓦斯浓度四种指标的幅值以及正常水平下的幅值的平均值和和发生煤岩动力灾害时四种指标幅值的最大值，确定该时刻四种指标的单项指标危险指数；由单项指标危险指数的大小确定四种指标各自的单项指标权重，进而计算出四种指标的综合指标危险指数；最后根据综合指标危险指数的大小确定采掘巷道发生煤岩动力灾害的危险等级。该方法为煤岩动力灾害多参量监测系统的研发提供临界值确定方法和预警标准。
文档编号E21F17/18GK103104291SQ20121043835
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者李成武, 杨威, 王启飞, 徐晓萌, 崔永国, 迟雷雷 申请人:中国矿业大学(北京)