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申请/专利权人：徐州华东机械有限公司

摘要：本发明公开了一种极薄煤层冲击地压监测方法及系统，属于极薄煤层综采技术领域。分别记录获取的人工震源衰减后的地震波和冲击地压的传播时间和速度，并对比经过矿区的不同地震波信号和实时冲击地压信号；将不同地震波信号和实时冲击地压信号转化成数字信号，对比数字信号有无冲击地压时的波形；当数字信号有冲击地压时的波形时，识别微震事件的波形，确定冲击地压能量强度；定位冲击地压压源，取冲击地压压源的交集区域，得到缩小圈定范围后的震源位置；根据获取的地下岩石或煤层中的实时压力数据，通过分析实时压力值和应变变化率，得到震源的最大压力位置处和最大压力变化处及其数值。通过该方法能够精确监测出所有的潜在危险区域。

主权项：1.一种极薄煤层冲击地压监测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取人工震源衰减后的地震波、冲击地压和地下岩石或煤层中的实时压力数据；分别记录人工震源衰减后的地震波和冲击地压的传播时间和速度，并对比经过矿区的不同地震波信号和实时冲击地压信号；将不同地震波信号和实时冲击地压信号到达的时间、振幅和频率转化成数字信号，对比数字信号有无冲击地压时的波形；当数字信号有冲击地压时的波形时，识别微震事件的波形，通过分析波形中振幅的增强或削弱，确定冲击地压能量强度；利用地震波的时间差值以及传播速度，定位冲击地压压源；取冲击地压压源的交集区域，得到缩小圈定范围后的震源位置；根据地下岩石或煤层中的实时压力数据，得到实时压力值和应变变化率；根据实时压力值和应变变化率，得到震源的最大压力位置处和最大压力变化处及其数值；还包括根据冲击地压的能量强度、最大压力位置处和压力变化最大处以及冲击地压压源的位置信息，参考历史数据，得到一系列在开采点相关指标的阈值；通过分析冲击地压压源的位置信息及其对应的冲击地压能量强度，计算出冲击地压传播至开采位置后的能量强度值，并将该能量强度值与所设阈值进行对比，判断该能量强度值是否超出阈值；并将该能量强度值与所设阈值的差值作为依据，分别设定一、二、三级预警信号；根据预警信号的等级，确定开采的危险程度；其中，该预警信号所属级别根据得到的一系列在开采点相关指标的阈值确定；所述冲击地压的获取，包括以下步骤：根据矿区所在的地面的范围，通过确定整片矿区的中心点，将整片矿区均分成多个矩形区域，并确定各矩形区域的中心点；根据各矩形区域中的中心点，确定各地震波发射装置的布设位置；通过检测地上人工发射产生的人工震源衰减后的地震波，当地面没有发射人工震源时，对地下微震活动产生的冲击地压进行实时被动监测；所述定位冲击地压压源，包括以下步骤：对比发射在整个矿区的人工震源衰减后的地震波，利用各人工震源衰减后的地震波之间的传播速度之差、同一人工震源衰减后的地震波横波与纵波的传播时间差，对极薄煤层高应力集中的空间位置进行初步圈定，对震源的空间位置进行初步圈定；并根据震源的空间位置通过时空回溯，确定震源发生的时间；所述对极薄煤层高应力集中的空间位置进行初步圈定，具体包括：地面地震波发射站发射的地震波在传播的过程中，当遭遇冲击地压时，人工地震波的横波波形会在一瞬间发生扰动现象，波形会出现不同程度的变化；如传播过程遇到裂缝、空洞和断层宏观破坏时，人工地震波横波的能量会瞬间衰减，体现为振幅瞬间减小，波形空缺；当没有遭遇冲击地压时，人工地震波从地上传至地下的过程，会出现能量衰减，具体表现为波形的振幅减小，但是其减小过程是均匀性的，无突变现象；当遭遇受挤压煤层时，人工地震波的纵波波形密部、疏部和振幅均增加，但密部更明显；纵波波速会增加，在应力集中部会更显著；所述得到缩小圈定范围后的震源位置，包括以下步骤：根据地震波的传播时间和速度，通过到时差定位法进行定位，在地图上以布设的多台监测装置为基准，根据不同的人工震源衰减后的地震波信号和冲击地压信号，利用地震波时间差值以及传播速度绘制到时差曲线，将多台监测装置中的三台监测设备分为一组，找到同一人工震源衰减后的地震波和冲击地压信号绘制的倒时差曲线的三个交点，对得到的三个交点进行圈定，得到一个冲击地压源位置；以此类推，对所有布设的监测装置进行三三分组，分析处理不同的人工震源衰减后的地震波信号和冲击地压信号，得到多个冲击地压源位置；将得到的多个冲击地压源位置的交集区域，作为缩小圈定范围后的震源位置。

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