煤矿突水危险预警方法及岩体单一裂隙发育范围计算方法与流程

本发明涉及煤矿安全监测
技术领域：
，特别是涉及一种煤矿突水危险预警方法及岩体单一裂隙发育范围计算方法。
背景技术：
：随着我国中东部地区煤矿逐渐转向深部开采，矿井底板承压水突水问题日益严重。煤矿底板突水过程是由底板隔水岩层受回采扰动和承压水渗透耦合作用引起的损伤破裂过程，其作用机理复杂，对煤矿安全生产影响很大。因此，对煤矿底板突水情况进行监测预警是防止煤矿发生突水事故的重要措施。目前，微震监测技术是当前煤矿底板突水监测预警的主要技术手段。微震监测技术作为一种强有力的地球物理场监测方法，建立基于微震定位结果的岩体空间破裂场演化模型，通过微震事件多角度、多层次展示，以多场(渗流场、应力场等)耦合手段实现底板突水监测超前预警。如中国专利文献cn110552741a公开了一种采煤工作面底板突水综合监测与预警系统及方法，该方法针对煤矿采煤工作面回采过程中和回采后的采空区部分进行实时监测并分级预警，基于“下三带”理论，结合数值模拟方法确定监测位置，使用微震监测子系统监测采煤工作面底板破坏深度，使用多频连续电法监测子系统监测采煤工作面底板承压水的导升高度，计算底板破坏最低点与承压水导升最高点之间的距离，使用底板突水系数法动态计算整个工作面范围底板的突水系数，通过突水系数的高低不同、应力应变的预警指征，水温水压的预警指征来确定底板突水预警的级别并进行预警。但是上述专利文献只是笼统的提出了采用微震监测子系统监测煤矿回采工作面底板在回采过程中的破裂情况，实时计算所划分的每个区域中心点的底板破裂深度，然而基于微震原始数据如何去计算底板破坏深度并未给出具体说明，也就是说，该方法只能对集聚微震事件进行定性分析，精细化程度低，对煤矿现场的实际指导作用不大。技术实现要素：为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的突水监测预警，只能对集聚性微震事件进行定性分析，精细化程度低，不能有效性地指导煤矿现场进行突水危险防护，而提供一种能够对隔水岩层各区域的破坏程度进行定量化分析，精确度高，能有效防止煤矿底板突水事故发生的煤矿突水危险预警方法及岩体单一裂隙发育范围计算方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种煤矿突水危险预警方法，包括：步骤一，根据煤矿底板隔水岩层的厚度布置震动信号采集装置，并将所述隔水岩层在竖直方向上、自上而下划分为若干厚度相同的隔水分层；步骤二，所述震动信号采集装置实时采集微震事件信息，根据采集到的所述微震事件信息分析计算由每个微震事件造成的岩体单一裂隙发育范围；步骤三，间隔预设时间周期t，将当前时刻tx(x为正整数)至初始时刻t0时间段内采集到的所有微震事件按照其空间位置划分至每个所述隔水分层；步骤四，对每个所述隔水分层内所有所述微震事件造成的所述岩体单一裂隙发育范围进行能量核密度计算，得到每个所述隔水分层的能量核密度值平面分布结果；步骤五，依据所述能量核密度值平面分布结果，将各所述隔水分层的每个网格的能量核密度值wia(i为与所述隔水分层层数对应的正整数，a为同一所述隔水分层中网格的序数)与该层的破坏预警初值wi0(i为与所述隔水分层层数对应的正整数)进行比较，若wia≥wi0，则该网格处达到突水条件，否则未达到突水条件；步骤六，将各所述隔水分层的比较结果在竖直方向上进行叠加，保持水平坐标一致，获得重叠的破坏区域达到突水条件的隔水分层数占隔水分层总数的比值n，将比值n与预设判断阈值进行比较，获得突水危险预警结果；步骤七，重复所述步骤二至六。优选地，所述步骤二中，所述微震事件信息经解析得到每个微震事件震源的起震时间、空间坐标、震级、能量和层位，计算每个所述微震事件造成的所述岩体单一裂隙发育范围包括：①根据所述微震事件信息解析后得到的数据，绘制网格工程平面图；②根据预设震源尺寸范围，确定每个所述微震事件的搜索半径rm(m为微震事件的序数)；③在所述网格工程平面图中，以每个所述微震事件的水平坐标为圆心、搜索半径rm为半径确定圆形区域，依据二次核函数算法，将每个所述微震事件的能量分配到所述圆形区域的每个网格，各所述网格的能量值k(xm)从所述圆形区域的圆心处到圆边缘处呈二次函数变化梯度，式中，rm为微震事件m的搜索半径，xm为微震事件m的x轴坐标，em为微震事件m的能量值。优选地，所述步骤四包括：①将每个所述隔水分层的每个网格分配到的能量值进行叠加，计算得到每个所述隔水分层的所述能量核密度值平面分布结果；②根据每个所述隔水分层的所述能量核密度值平面分布结果绘制等线图并采用渐变色填充成计算成果云图。优选地，所述破坏预警初值wi0在应用过程中结合工程情况不断优化修正。优选地，所述步骤六中，所述预设判断阈值及判断标准包括：n＜1/4时，该网格位置无突水危险；1/4≤n＜1/2时，该网格位置为弱突水危险；1/2≤n＜3/4时，该网格位置为中等突水危险；n≥3/4时，该网格位置为强等突水危险。优选地，所述步骤一中，当所述隔水岩层的厚度小于等于20米时，所述震动信号采集装置包括巷道层震动信号采集装置和隔水岩层震动信号采集装置，所述巷道层震动信号采集装置和所述隔水岩层震动信号采集装置在水平位置和竖直位置上交错间隔布置；当所述隔水岩层的厚度大于20米时，所述震动信号采集装置包括巷道层震动信号采集装置、隔水岩层中部震动信号采集装置和隔水岩层底部震动信号采集装置，所述巷道层震动信号采集装置、所述隔水岩层中部震动信号采集装置和所述隔水岩层底部震动信号采集装置在水平位置和竖直位置上交错间隔布置。优选地，相邻的所述震动信号采集装置沿巷道长度方向间距60-100米布置。优选地，所述巷道层震动信号采集装置沿工作面两条顺槽布置。优选地，所述步骤一中，根据煤矿工作面内地质钻孔资料得到所述隔水岩层的厚度，参考所述隔水岩层的岩性将所述隔水岩层在竖直方向上、自上而下划分为若干厚度相同的所述隔水分层。一种上述煤矿突水危险预警方法采用的岩体单一裂隙发育范围计算方法，包括：①根据微震事件信息解析后得到的数据，绘制网格工程平面图；②根据预设震源尺寸范围，确定每个所述微震事件的搜索半径rm(m为微震事件的序数)；③在所述网格工程平面图中，以每个所述微震事件的水平坐标为圆心、搜索半径rm为半径确定圆形区域，依据二次核函数算法，将每个所述微震事件的能量分配到所述圆形区域的每个网格，各所述网格的能量值k(xm)从所述圆形区域的圆心处到圆边缘处呈二次函数变化梯度，式中，rm为微震事件m的搜索半径，xm为微震事件m的x轴坐标，em为微震事件m的能量值。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本发明提供的煤矿突水危险预警方法，能够对回采和承压水双重扰动下的隔水岩层破坏情况进行实时连续监测，并可基于监测结果对隔水岩层各区域的破坏程度进行定量化分析，进而精准的预测潜在突水通道的发育位置及程度，以实现底板突水分级预警，有效防止煤矿底板突水事故的发生。(2)本发明提供的煤矿突水危险预警方法，主要针对工作面回采过程中整个底板隔水岩层的破坏情况进行监测，震动信号采集装置采用全包围的布设方式可以全面的采集到隔水岩层全震动场信息，且能大幅提高微震事件的竖直方向定位精度，监测范围既包括采场附近区域底板也能覆盖采空区底板。(3)本发明提供的煤矿突水危险预警方法，将隔水岩层精细划分成若干隔水分层，基于隔水分层的岩性特征和微震监测结果对不同区域的破坏程度进行定量计算，分析各隔水分层破坏区域在竖直方向空间上的重合度，最终进行分级预警，可实现空间位置和时间进度的双重预警，使指导安全生产有据可循。(4)本发明提供的岩体单一裂隙发育范围计算方法，是基于二次核函数的能量核密度计算方法，可对微震震源位置进行由点到面的扩展，可定量化的计算岩体单一裂隙发育范围及张开程度。附图说明为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1是本发明煤矿突水危险预警方法的流程图；图2是本发明中震动信号采集装置采用双层交叉台网布置方式的俯视图；图3是本发明中震动信号采集装置采用双层交叉台网布置方式的剖面图；图4是本发明中震动信号采集装置采用多层交叉台网布置方式的剖面图；图5是本发明中微震事件岩体单一裂隙发育范围及程度定量计算成果图；图6是本发明实施例隔水一分层能量核密度计算成果图；图7为本发明实施例隔水二分层能量核密度计算成果图；图8为本发明实施例隔水三分层能量核密度计算成果图；图9为本发明实施例隔水四分层能量核密度计算成果图。图中附图标记表示为：1-巷道层震动信号采集装置，2-隔水岩层震动信号采集装置，3-隔水岩层中部震动信号采集装置，4-隔水岩层底部震动信号采集装置，5-顺槽，6-信号采集分站，7-通信电缆，8-地面数据存储分析系统，9-采空区，10-未采区，11-煤层底板，12-隔水岩层，13-含水层。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，是本发明一种煤矿突水危险预警方法的优选实施例，该方法包括：步骤一，根据煤矿底板隔水岩层的厚度布置震动信号采集装置，并将所述隔水岩层在竖直方向上、自上而下划分为若干厚度相同的隔水分层大多数受承压水威胁的煤层底板与含水层之间的隔水岩层厚度有限，大多数在50m以内(部分矿井甚至在20m以内)，因此对震动信号采集装置的竖直方向定位精度要求极其严格，而震动信号采集装置的台网布置方式对其竖直方向定位精度至关重要。如图2-4所示，自上而下分别是煤层底板11、隔水岩层12和含水层13。当所述隔水岩层的厚度小于等于20米时，所述震动信号采集装置包括巷道层震动信号采集装置1和隔水岩层震动信号采集装置2，所述巷道层震动信号采集装置1沿工作面两条顺槽5布置，所述巷道层震动信号采集装置1和所述隔水岩层震动信号采集装置2在水平位置和竖直位置上交错间隔布置，即双层交叉台网布置方式。巷道层震动信号采集装置1安装在锚杆一端，锚杆锚入底板岩层内，隔水岩层震动信号采集装置2安装在钻孔内，通过灌注水泥浆与底板岩层耦合，相邻的震动信号采集装置沿巷道长度方向间距60-100米布置，相邻震动信号采集装置沿巷道长度的垂直方向也要根据现场情况间隔一定距离。当所述隔水岩层的厚度大于20米时，所述震动信号采集装置包括巷道层震动信号采集装置1、隔水岩层中部震动信号采集装置3和隔水岩层底部震动信号采集装置4，所述巷道层震动信号采集装置1沿工作面两条顺槽5布置，所述巷道层震动信号采集装置1、所述隔水岩层中部震动信号采集装置3和所述隔水岩层底部震动信号采集装置4在水平位置和竖直位置上交错间隔布置，即多层交叉台网布置方式。巷道层震动信号采集装置1安装在锚杆一端，锚杆锚入底板岩层内，隔水岩层震动信号采集装置2安装在钻孔内，通过灌注水泥浆与底板岩层耦合，相邻的震动信号采集装置沿巷道长度方向间距60-100米布置，相邻震动信号采集装置沿巷道长度的垂直方向也要根据现场情况间隔一定距离。由于井下空间复杂，同一条巷道内的传感器两两之间在60～100m这个范围内可适当调整。这种包括围绕底板隔水岩层设计的双层交叉台网布置方式和多层交叉台网布置方式均为全包围式台网布置方式。在本发明中，所述震动信号采集装置采用拾震传感器。隔水岩层的岩性一般以泥岩类岩层为主，阻水性能较好但强度相对较低，隔水岩层在高应力差作用下常以剪切或张拉破坏为主，由于破坏的空间及尺寸有限，因此其微震信号大都来自应力差作用下岩体破裂及裂隙扩展(相对于顶板岩层发生破断失稳而言)，其微震信号主频特征为中高频，这类信号衰减快、传输距离短，因此本发明选用监测频段为中高频的拾震传感器，监测频段在28～1500hz，对隔水岩层破裂信号的响应效果好，可较全面的采集隔水岩层内的微震信号。所有震动信号采集装置(即拾震传感器)需要在工作面回采之前完成安装，回采过程中保持每个传感器位置固定(其中采空区9内设置的传感器需防护)，对整个工作面底板隔水岩层内的微震信号进行覆盖式采集(包括未采区10和采空区9)。震动信号采集装置(即拾震传感器)完成安装后，拾震传感器通过通信电缆7与信号采集分站6连接进行信号采集，进而通过矿井工业环网或其他通信电缆7把数据传输至地面数据储存分析系统8，上述装置共同构成微震监测系统。隔水岩层的厚度是根据煤矿工作面内地质钻孔资料得到的，在对隔水岩层进行分层时，可参考隔水岩层的岩性。由于不同岩性的岩体释放相同能量时破坏程度不同，因此在定量分析过程中需对各隔水分层的岩性进行界定。采用泥岩百分比含量(l，为泥岩类岩层厚度占隔水分层总厚度的比值)来表示隔水分层岩性特征，根据l值的大小将底板隔水分层岩性分为三类：泥岩为主型(l≥65％)，砂泥岩复合型(35％＜l＜65％)，砂岩为主型(l≤35％)。步骤二，所述震动信号采集装置实时采集微震事件信息数据，根据采集到的所述微震事件信息数据计算由每个微震事件造成的岩体单一裂隙发育范围所述微震事件信息经解析得到每个微震事件震源的起震时间、空间坐标、震级、能量和层位等信息。微震监测系统每分析出一个微震事件，就代表着在其所定位的震源位置附近岩体产生一条裂隙，然而震源位置仅为一个点坐标不能较准确预测裂隙所能影响的范围，所以本步骤利用微震事件的数据采用二次核密度计算法对微震事件的能量进行由点向面的扩展，进而预测出岩体裂隙扩展的范围。计算每个微震事件造成的岩体单一裂隙发育范围的步骤包括：①根据所述微震事件信息解析后得到的数据，包括起震时间、空间坐标、能量等，绘制网格工程平面图；在既有的采掘工程平面图上划分网格，平面图所属的坐标系和微震事件定位的坐标系为同一坐标系，划分网格也只划分一次，为后续分配能量核密度值做准备。对网格工程平面图的网格尺寸可自主设置，一般为1m×1m、0.5m×0.5m、0.1m×0.1m等，尺寸越小最终展示出的云图结果越精细。②根据预设震源尺寸范围，确定每个微震事件的搜索半径rm(m为微震事件的序数)；其中，预设震源尺寸范围是根据工程经验总结出的不同能量对应震源尺寸范围，如表1所示，表1能量范围/j＜102102-103103-104104-105105-106106-107震源尺寸/m2-44-1212-2020-3535-6464-100注：上表中各参数值和参数区间可依据实际应用场合重新设定，本发明对此不作限定。③在所述网格工程平面图中，以每个微震事件的水平坐标为圆心、搜索半径rm为半径确定圆形区域，依据二次核函数算法，将每个微震事件的能量分配到所述圆形区域的每个网格，网格的能量值k(xm)从所述圆形区域的圆心处(圆心处为最大值kmax)到圆边缘处(边缘处0)呈二次函数变化梯度，式中，rm为微震事件m的搜索半径，xm为微震事件m的x轴坐标，em为微震事件m的能量值。本步骤二把微震事件的能量分配到圆形区域内代表着实际裂隙范围为圆心到圆边缘的任一条线段，由于方向的不确定性，因此认为整个圆内皆有可能为裂隙。另外，圆心为震源点可视为裂隙的起裂位置，圆边缘视为裂隙的结束位置，起裂位置处裂隙的张开程度最大，随着裂隙向结束位置发展，裂隙张开程度逐渐较小直至闭合，采用二次核函数分配能量时圆心位置处网格能量值最大代表裂隙张开程度最高，圆边缘处网格能量值基本为零代表裂隙闭合状态。步骤三，间隔预设时间周期t，将当前时刻tx(x为正整数)至初始时刻t0时间段内采集到的所有微震事件按照其空间位置划分至每个所述隔水分层随着工作面推进，微震监测系统采集到的隔水岩层内微震事件会不断增加，煤矿底板突水危险情况需要持续监测分析预警，因此，本发明间隔预设时间周期t(如2s)，将当前时刻tx(x＝1、2、3……)至初始时刻t0(即系统监测的最初时刻)时间段内采集到的所有微震事件按照其空间位置划分至每个所述隔水分层，为后续分析计算做准备。步骤四，对每个所述隔水分层内所有所述微震事件造成的所述岩体单一裂隙发育范围进行能量核密度计算，得到每个所述隔水分层的能量核密度值平面分布结果通过步骤二对微震事件进行由点到面的扩展，利用微震事件的数据可计算出所有微震事件造成的岩体单一裂隙发育范围及张开程度。然而工作面实际回采过程中隔水岩层破坏为所有单一裂隙累积的结果，所有单一裂隙交叉贯通形成裂隙网络，若隔水岩层的各组合岩层内裂隙网络在纵向上实现贯穿即为潜在的突水通道。本步骤具体包括：①将每个所述隔水分层的每个网格分配到的能量值进行叠加，计算得到每个所述隔水分层的所述能量核密度值平面分布结果；②根据每个所述隔水分层的所述能量核密度值平面分布结果绘制等线图并采用渐变色填充成计算成果云图。步骤五，依据所述能量核密度值平面分布结果，将各所述隔水分层的每个网格的能量核密度值wia(i为与所述隔水分层层数对应的正整数，a为同一所述隔水分层中网格的序数)与该层的破坏预警初值wi0(i为与所述隔水分层层数对应的正整数)进行比较，若wia≥wi0，则该网格处达到突水条件，否则未达到突水条件从上述步骤四获得的计算成果云图中可知各隔水分层各区域(各网格)的能量核密度值wia，能量核密度值wia即为岩体破坏程度的量化值，值越大代表岩体破坏程度越高(裂隙网络密度越高)。在明确各隔水分层岩性的前提下，通过实验室试验以及工程经验确定各隔水分层的破坏预警初值wi0(单位为j/m2)，在应用破坏预警初值wi0的过程中结合工程情况可不断进行优化修正。将各所述隔水分层的每个网格的能量核密度值wia与该层的破坏预警初值wi0进行比较，若wia≥wi0，则该网格处达到突水条件，否则未达到突水条件。步骤六，将各所述隔水分层的比较结果在竖直方向上进行叠加，保持水平坐标一致，获得重叠的破坏区域达到突水条件的隔水分层数占隔水分层总数的比值n，将比值n与预设判断阈值进行比较，获得突水危险预警结果将所有隔水分层的平面计算成果云图在竖直方向位置上进行叠加，保持平面坐标一致，以三维立体的效果进行展示，根据各隔水分层圈定的破坏区域分析其在竖直方向上的重合情况，进而得到潜在突水通道的发育位置及发育程度。所述预设判断阈值及判断标准包括：n＜1/4时，该网格位置无突水危险；1/4≤n＜1/2时，该网格位置为弱突水危险；1/2≤n＜3/4时，该网格位置为中等突水危险；n≥3/4时，该网格位置为强等突水危险。步骤七，重复所述步骤二至六，以实现随采的动态预警。下面结合一个具体实施例，详细介绍某煤矿应用本发明煤矿突水危险预警方法的具体步骤过程：一、根据煤矿底板隔水岩层的厚度布置震动信号采集装置，并将隔水岩层在竖直方向上、自上而下划分为若干厚度相同的隔水分层。根据该矿井16001工作面及其邻近区域范围内(包括16011工作面采空区)底板隔水岩层破裂震动信号特点选择适合的拾震传感器、信号采集分站和地面数据存储分析系统等。16001工作面受底板承压水威胁，在该工作面两巷布置拾震传感器，所选择的传感器监测频段为28～1500hz，传感器安设范围为切眼至停采线。由于16001工作面的隔水岩层厚度为20m，传感器采用双层交叉台网布置方式，巷道层震动信号采集装置(传感器)1安装在锚杆一端，锚杆锚入底板岩层内，隔水岩层震动信号采集装置(传感器)2安装在钻孔内，通过灌注水泥浆与底板岩层耦合，相邻传感器沿巷道长度方向间距80米布置。各传感器通过通信电缆7与信号采集分站6连接进行信号采集，通过矿井工业环网或通信电缆7把数据传输至地面数据储存分析系统8，经系统解析后得到震源的起震时间、空间位置、震级、能量、层位等信息。该16001工作面的隔水岩层厚度为20m，参考其隔水岩层的岩性，按照平均5米的厚度进行分层，自上而下命名为隔水一分层、隔水二分层、隔水三分层和隔水四分层。二、震动信号采集装置实时采集微震事件信息数据，根据采集到的微震事件信息数据计算由每个微震事件造成的岩体单一裂隙发育范围。①在工程平面底图上对所需要分析的区域进行正方形网格划分，网格尺寸可自主设置(如图5所示，图中网格尺寸0.01m×0.01m)；②选择一个空间坐标为(0、0、0)、能量为1j的微震事件，根据表1中能量所对应的震源尺寸范围，确定搜索范围半径为0.5m；③在网格工程平面图上，以坐标(0、0)为圆心，搜索范围0.5m为半径圈定圆形区域，基于二次核函数算法，把能量1j分配到圆形区域内的每个网格，网格的能量值k(xm)从圆心(圆心处为最大值kmax)到圆边缘(边缘处为0)存在二次函数变化梯度计算结果如图5所示，圆形区域内计算出不同位置处的能量核密度值，越接近圆心位置核密度值越大，其代表裂隙张开程度较大，越接近圆边缘核密度值越小，代表裂隙张开程度较小，采用此方法就以量化的方式估算出裂隙发育范围及张开程度。此方法提供了一种量化分析微震事件时的思路，基于单一微震事件定量估算岩体单一裂隙发育范围及程度的思想，在对大量微震事件进行分析时可定量化的计算出由单一裂隙组成的网络状裂隙的发育范围和程度(即岩体破坏情况)，进而对突水通道的位置及程度进行预测。三、间隔预设时间周期t，将当前时刻tx(x为正整数)至初始时刻t0时间段内采集到的所有微震事件按照其空间位置划分至每个所述隔水分层。四、对每个隔水分层内所有微震事件造成的岩体单一裂隙发育范围进行能量核密度计算，得到每个隔水分层的能量核密度值平面分布结果。①将隔水一分层内的每个网格分配到的能量值进行叠加，计算得到隔水一分层的能量核密度值平面分布结果；②根据隔水一分层的能量核密度值平面分布结果绘制等线图并采用渐变色填充成计算成果云图，如图6所示。从计算成果图中可知此隔水分层各区域的能量核密度值，能量核密度值就为岩体破坏程度的量化值，值越大代表岩体破坏程度越高(裂隙网络密度越高)。按照上述方法步骤①、②继续分别计算隔水二分层、隔水三分层和隔水四分层能量核密度值平面分布结果并绘制计算成果云图，如图7-9所示。五、依据上述能量核密度值平面分布结果，将各隔水分层的每个网格的能量核密度值wia与该层的破坏预警初值wi0进行比较，若wia≥wi0，则该网格处达到突水条件，否则未达到突水条件。以隔水一分层为例，在明确该隔水分层岩性的前提下，通过实验室试验以及工程经验确定隔水一分层的破坏预警初值w10为6j/m2。在应用破坏预警初值的过程中结合工程情况不断进行优化修正。将隔水一分层的每个网格的能量核密度值w1a(a＝1、2、3……)与该层的破坏预警初值w10进行比较，若w1a≥w10，则该网格处达到突水条件，否则未达到突水条件。以此类推，对隔水二分层、隔水三分层、隔水四分层的每个网格的能量核密度值wia与相应层的破坏预警初值wi0进行比较，若wia≥wi0，则该网格处达到突水条件，否则未达到突水条件。由于隔水二分层、隔水三分层、隔水四分层的岩性与隔水一分层基本一致，因此本实施例中，隔水二分层、隔水三分层、隔水四分层的破坏预警初值w20、w30、w40均设置为6j/m2，在应用各破坏预警初值的过程中结合工程情况不断进行优化修正。六、将各隔水分层的比较结果在竖直方向上进行叠加，保持水平坐标一致，获得重叠的破坏区域达到突水条件的隔水分层数占隔水分层总数的比值n，将比值n与预设判断阈值进行比较，获得突水危险预警结果。将所有隔水分层的平面云图成果在竖直方向上进行叠加，保持平面坐标一致，以三维立体的效果进行展示，根据各隔水分层圈定的破坏区域分析其在竖直方向上的重合情况，进而得到潜在突水通道的发育位置及发育程度。在本实施例中，经竖直方向重合度分析后得到回采通尺310～325m段、支架编号47～51#位置处隔水一分层、隔水层二分层、隔水三分层的破坏区域存在重合情况。基于各隔水分层破坏区域在竖直方向上的重合情况，设置底板突水预警级别，当竖直方向上重叠破坏区域的隔水分层数量占总隔水分层数比值设为n，当n＜1/4时认为该位置无突水危险(不预警)，当1/4≤n＜1/2时认为该位置弱突水危险(蓝色预警)，当1/2≤n＜3/4时认为该位置中等突水危险(黄色预警)，当n≥3/4时认为该位置强突水危险(红色预警)。经计算回采通尺310～325m段、支架编号47～51#位置处n＝3/4，该位置具有强突水危险，发出红色预警。七、重复所述步骤二至六，以实现随采的动态预警。随着工作面推进，微震监测系统采集到的隔水岩层内微震事件不断增加，需间隔一定时间(可设置)对各隔水分层能量核密度值的分布情况重新进行计算，循环步骤二至六，以实现随采的动态预警。在其他实施例中，根据煤矿底板现场情况，相邻的震动信号采集装置沿巷道长度方向可设置间距60、70、85、90、100米等距离布置。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12