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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

微震定位精度影响下采场裂隙表征与冲击地压预警

2024-04-07



本论文创新点



(1)提出了一种新的微震破裂贯通表征方法,充分考虑了微震定位精度的影响,采用与震源能级相关的近场区域半径来表征震源破裂尺度,有效还原了采场煤岩体裂隙扩展贯通可能性的分布规律,为冲击地压预警提供可靠依据;

(2)深入探究了煤矿微震台网定位误差矢量分布特征,通过仿真正演实验法揭示了定位误差对不同距离震源间破裂贯通的影响,为微震预警的精准性提供理论支撑;

(3)提出了一种新的冲击地压预警评价指标——微震破裂贯通可能性指数,该指数在冲击地压危险相关性上显著优于微震频次,同时危险区域识别效率又强于微震能量,可兼顾预警精准率和召回率,是较理想的冲击地压周期性预警评价指标。

题 目



微震定位精度影响下采场裂隙表征与冲击地压预警


作 者



   
曹安业1,王常彬2,杨旭3,王冰4,张宁1,赵卫卫1
单 位


1.中国矿业大学 矿业工程学院
2.中国矿业大学 煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室
3.中国矿业大学 计算机科学与技术学院
4.陕西煤业化工集团有限责任公司


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摘   要



我国深部煤矿高强度开采和复杂地质环境造成冲击地压灾害频发,对矿井安全高效生产造成严重威胁。目前,我国冲击地压矿井配备的微震监测系统在震源定位精度上仍存在不足,冲击地压灾害依然存在“灾源找不准、灾害控不住”的难题。为准确描述采场微震活动空间演化特征,降低震源定位误差对微震预警造成的不利影响,本文基于冲击地压矿井现有微震监测条件,采用仿真正演实验法探究了煤矿微震台网定位误差矢量分布特征,提出了一种考虑微震定位精度影响的微震裂隙贯通表征方法,并在某矿井回采工作面进行了冲击地压预警实践。研究结果表明:采场不同区域震源定位精度的矢量性差异是造成冲击地压微震预警偏差的重要原因;提出的微震破裂贯通可能性指数采用与震源能级相关的近场区域半径表征震源破裂尺度,并考虑定位误差对不同距离震源间破裂贯通的影响,最大程度还原了采场煤岩体裂隙扩展贯通可能性的分布规律,与冲击地压危险具有良好对应关系;微震破裂贯通可能性指数在冲击地压危险相关性上显著优于微震频次,同时危险区域识别效率又强于微震能量,可兼顾预警精准率和召回率,是理想的冲击地压周期性预警评价指标。本文研究成果将为评价微震台网监测能力、提高冲击地压微震预警能力与防治效率提供参考。








作者简介





    
曹安业

教授

博士生导师


曹安业,男,汉族,江苏盐城人,1982年6月生,中共党员,中国矿业大学教授,博士生导师,现任江苏省矿山地震监测工程实验室副主任,“中国矿业大学-安徽理工大学”冲击地压防治工程研究中心副主任。入选江苏省333人才培养工程、新疆自治区“天池英才”特聘教授、江苏省科技副总、江苏省科协“首席专家”等人才计划,曾获全国煤炭青年科技奖,全国非煤矿山安全生产专家成员,中国岩石力学与工程学会矿山冲击地压专委会副秘书长、岩石动力学专委会委员,中国煤炭学会科技传播专家,中国煤炭学会煤矿系统工程专委会委员,中国矿山安全学会冲击地压与岩爆防治专委会、顶板防治专委会、矿山安全监测技术与装备专委会委员,《采矿与安全工程学报》编委,《煤炭学报》、《Geohazard Mechanics》青年编委,曾任《煤炭学报》、《Sensors》、《Minerals》、《Applied Sciences》、《煤田地质与勘探》等学术期刊客编。




研究方向


冲击地压等矿山动力灾害机理与防控、深地开采、采矿地球物理
主要成果



 

长期致力于煤矿冲击地压机理与防控,矿震孕育机制与震动效应,地球物理监测与智能预警等方面的基础研究与科研实践工作。主持煤岩冲击动力灾害研究领域的多项国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、国家科技支撑计划子课题、江苏省创新支撑计划(国际科技合作/港澳台科技合作)项目、江苏省自然科学基金、山东省重大科技创新工程项目子课题、江苏省产学研合作项目、国家矿山局矿山安全生产科研攻关项目等国家与省部级纵向课题十余项,并承担百余项相关领域的企业创新课题。

发表学术论文120余篇,专著与合著6部,授权国内外发明专利、软著50余项。获山东省科技进步一等奖、教育部高等学校科学技术进步二等奖、江苏省科技进步二等奖、内蒙古自治区科技进步二等奖、河北省科技进步二等奖等科研奖励十余项。参与《煤矿安全规程》、《防治煤矿冲击地压细则》、《冲击地压测定、监测与防治方法》、《煤矿冲击地压防治监管监察指导手册》等规程规范与国家标准的编制工作,个人和科研团队曾受到央视《东方时空》、《光明日报》、江苏卫视、甘肃广电总台、《新华日报》、《科技日报》、《中国能源报》、《中国煤炭报》等多家媒体采访和报道。

注重科教融合,教学成果获批国家一流本科课程,指导学生获得中国国际大学生创新大赛(2023)国赛主赛道金奖、第九届江苏省“互联网+”大学生创新创业大赛高教主赛道一等奖、第八届江苏省“互联网+”大学生创新创业大赛高教主赛道二等奖、产业赛道二等奖等。

引用格式




曹安业,王常彬,杨 旭,等. 微震定位精度影响下采场裂隙表征与冲击地压预警[J]. 煤炭科学技术,2024,52(2):1−9. 

CAO Anye,WANG Changbin,YANG Xu,et al. Fractures characterization in mining field considering seismic location accuracy and its application on pre-warning coal burst hazards[J]. Coal Science and Technology,2024,52(2):1−9.




END

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