破裂信号通过煤矿网络传送到地面微震系统主机。
[0041 ]第二步:沿空巷道掘进工程中数据采集
[0042]A、采用高精度微震监测系统对沿空掘进巷道进行实时监测，分别采集沿空侧和实体煤侧的微震能量值P1、P’i和微震事件次数M1、Mi ’。
[0043]B、通过巷道断面收敛监测站，监测沿空侧和实体煤侧断面收敛值L1和U’。
[0044]C、在沿空掘进巷的沿空侧和实体煤侧选取一定的锚杆或锚索，进行锚杆或锚索拉拔试验，得到沿空侧和实体煤侧的锚杆或锚索拉拔力化和化’。
[0045]第三步:数据处理
[0046]D、根据第二步所获得数据，计算巷道沿空侧和实体煤侧累计微震事件能量值为B和B，，其值分别为B = Σ Bi和B ’ = Σ B ’ i。
[0047]E、根据第二步所获得数据，计算巷道沿空侧和实体煤侧单位体积微震事件能量密度γ和γ ’，其值为γ =p/v和γ ’=p’/v，其中P和P’为围岩破裂范围内微震事件能量值，V为围岩破裂范围内的体积；
[0048]其中围岩破裂范围内的体积V= L X B X H，其中L为围岩破裂范围，B为围岩破裂宽度，即巷道最远两个破裂点之间的距离，H为采动影响前围岩破裂高度，即巷道最高处和最低处围岩破裂点之间的距离。
[0049]布置的6个传感器采集围岩的破裂信号，通过数据处理系统对破裂信号处理和分析，实现围岩破裂事件的定位，确定围岩的破裂情况，巷道围岩中两端最远处破裂点之间的距离，即确定采动影响前围岩破裂范围L;
[0050]F、根据第二步所获得数据，计算巷道沿空侧和实体煤侧累计微震事件次数为M和Μ’，其值分别为M= ΣΜι^ΡΜ'= ΣΜ'?ο
[0051]G、根据第二步所获得数据，计算巷道沿空侧和实体煤侧断面平均收敛值为L和L’，其值分别为L= XLi/W和L’ = ΣΙ/i/W，其中W为测力断面收敛值次数。
[0052]H、根据第二步所获得数据，计算巷道沿空侧和实体煤侧锚杆或锚索平均拉拔力为N和N’，其值分别为N= ΣNi/Z和N’= ΣΝ’i/Z，其中Z为拉拔试验次数。
[0053]第四步:稳定性分析
[0054]根据第三步所获得的数据，可求得累计微震事件能量增加率为仏=^^’)^，单位体积微震事件能量密度增加率为R2= ( γ - γ ’)/ γ，累计微震事件次数增加率为
[0055]1?3 = (1-1’)/^，销杆或锚索平均拉拔力降低率为1?4=0’4)/^’和断面平均收敛量增加率 R5= (L-L’)/L。
[0056]第五步:定量评价
[0057]根据第四步对数据的整理分析，利用权重分析法，建立沿空掘进巷道定量评价指标即R = Σ HkRk，其中，Hk为权重系数，k=l，2，3，4，5，其大小应根据R1?R5的大小及测试数据的可靠性与准确性进行分配，满足SHk= I。
[0058]由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其实质或者必要特征的实施方案来实现，因此，就各方面而言，都只是举例说明，不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【主权项】
1.一种基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，在沿空掘进巷道中安装高精度微震监测仪系统； 步骤2，采用高精度微震监测系统对沿空掘进巷道进行实时监测，采集围岩破裂微震事件的位置、能量和次数，计算实体煤侧和沿空侧累计微震事件能量值、单位体积微震事件能量密度和单位体积岩体内部累计微震事件次数； 步骤3，在沿空掘进巷道中，布设若干巷道断面收敛监测站，采集巷道实体煤侧和沿空侧的断面收敛数值，根据断面累计收敛值，计算巷道实体煤侧和沿空侧断面的平均收敛值； 步骤4，在沿空掘进巷道中，分别在沿空侧和实体煤侧选择一定量的锚杆或锚索进行拉拔试验，统计锚杆或锚索的平均拉拔力； 步骤5，沿空掘进巷道稳定性分析:计算累计微震事件能量增加率、单位体积微震事件能量密度增加率、累计微震事件次数增加率、锚杆或锚索平均拉拔力降低率和断面平均收敛量增加率； 步骤6，沿空掘进巷道综合定量评价:基于步骤5得到的各评价值，利用权重分析法，建立沿空掘进巷道综合定量评价指标，对沿空掘进巷道稳定性进行定量评价。2.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤I中，所述的高精度微震监测仪系统包括传感器、数据采集分站、微震系统主机和地面数据综合处理分析系统，每个传感器接收到微震信号，通过数据采集分站将采集的电信号通过光纤与煤矿网络分站相连，通过煤矿网络将信号传输给微震系统主机，而地面数据综合处理分析系统将电信号转变为数字信号，并对数字信号加工处理，以实现对微震事件的定位，事件参数的获取。3.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤2中，围岩破裂微震的位置、能量以及次数的确认方法如下: 巷道围岩的破裂会伴随着弹性波或应力波的产生，传感器采集微震信号后将其转化为电信号，微震软件再将电信号转变为数字信号，通过地面数据综合处理分析系统对微震信号进行处理和分析，确认围岩破裂微震事件的位置、能量以及次数。4.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于， 巷道沿空侧和实体煤侧累计微震事件能量值为B和B’，其值分别为B= XBi和B’ = ΣΒ’ i; B1表示巷道沿空侧微震事件能量值;B ’,表示巷道实体煤侧微震事件能量值。5.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤2中，所述巷道沿空侧和实体煤侧单位体积微震事件能量密度γ和γ ’，其值为γ=P/V和γ ’ = P’/V’，其中P和P，为围岩破裂范围内微震事件能量值，V和V，为围岩破裂范围内的体积。6.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于， 所述巷道沿空侧和实体煤侧累计微震事件次数为M和Μ’，其值分别为M= XMi和Μ’ = Σ1’1』1表示巷道沿空侧单次微震事件次数，表示实体煤侧单次微震事件次数。7.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤3中，所述沿空侧和实体煤侧断面平均收敛值为L和L’，其值分别为L=L’= XLVW，其中W为测力断面收敛值次数，L1表示沿空侧断面的单次收敛值，ΙΛ表示实体煤侧断面的单次收敛值。8.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤4中，所述沿空侧和实体煤侧锚杆或锚索拉拔力平均值为N和N’，其值分别为N =Σ Ni/Z和N ’ = Σ N ’ i/Z，其中Z为拉拔试验次数;Ni为沿空侧单次拉拔锚杆或锚索拉拔力;N ’ i为实体煤侧单次拉拔锚杆或锚索拉拔力。9.如权利要求1所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤5中，所述累计微震事件能量增加率为R1 = (B-B ’)/B，单位体积微震事件能量密度增加率为R2 = ( γ-γ ’)/γ，累计微震事件次数增加率为R3=(M_M’)/M，锚杆或锚索平均拉拔力降低率为R4= (N’-N)/N’和断面平均收敛量增加率R5 = (L-L ’)/L。10.如权利要求9所述的基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，其特征在于，步骤6中，所述沿空掘进巷道稳定性定量评价指标，是通过权重分析法得到的，S卩R =ΣHkRk，其中，Hk为权重系数，k=l，2，3，4，5;其大小应根据Ri?R5的大小及测试数据的可靠性与准确性进行分配，满足Σ Hk= I。
【专利摘要】本发明公开了一种基于微震监测沿空掘进巷道动态监测与稳定评价方法，包括1，在沿空掘进巷道中安装高精度微震监测仪系统；2，采集围岩破裂微震事件的位置、能量和次数，3，布设若干巷道断面收敛监测站，采集巷道实体煤侧和沿空侧的断面收敛数值，计算巷道实体煤侧和沿空侧断面的平均收敛值；4，分别在沿空侧和实体煤侧选择锚杆或锚索进行拉拔试验，统计锚杆或锚索的平均拉拔力；5，计算累计微震事件能量增加率、单位体积微震事件能量密度增加率、累计微震事件次数增加率、锚杆或锚索平均拉拔力降低率和断面平均收敛量增加率；6，基于5得到的各评价值，建立沿空掘进巷道综合定量评价指标，对沿空掘进巷道稳定性进行定量评价。
【IPC分类】E21F17/18
【公开号】CN105626150
【申请号】CN201610079154
【发明人】李术才, 王 琦, 王雷, 任尧喜, 江贝, 孙会彬, 潘锐, 秦乾, 张若祥, 崔常兴, 徐奴文, 王德超, 丁国利, 姜作华, 邹玉龙, 王富奇, 郭念波, 王保齐, 刘文江, 张建, 肖国强, 高松, 于恒昌, 邵行, 胥洪彬, 栾英成, 高红科, 常涛
【申请人】山东大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月4日