一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法

本发明涉及急倾斜煤层冲击地压地面压裂，特别是涉及一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法。

背景技术：

1、随着浅部资源逐渐枯竭，煤炭开采向深部发展，煤岩赋存环境地应力高，煤岩体易积聚高弹性能，特别是在急倾斜煤层的开采条件下，煤层赋存环境复杂，使得开采过程易诱发矿震，冲击危险性高，对矿井安全生产带来了严重威胁。

2、为了降低急倾斜煤层开采条件下的冲击地压危害程度，预防冲击地压事故的发生，通常使用地面压裂技术对急倾斜煤层冲击地压进行预控。因此，设计一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法是十分有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，以通过对急倾斜煤层冲击地压的地面压裂预控效果进行分析和分级，确保预控效果达到预期效果，并保证工作面的安全高效开采。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，包括如下步骤：

4、根据预设的压裂控制范围设置微震监测系统；微震监测系统包括地面检波器和井下检波器；

5、通过地面检波器对压裂过程中的微震事件进行监测，得到地面压裂裂缝扩展范围；地面压裂裂缝扩展范围包括水平扩展范围和垂直扩展范围；

6、通过井下检波器对压裂过程中的井下微震能量事件进行监测，得到井下微震能量事件的总能量比值和事件总数比值；

7、通过压裂过程前后工作面支架工作阻力的变化量得到工作面支架平均工作阻力比值和工作面周期来压平均动载系数；

8、通过多点位移计对井下巷道进行监测，得到巷道围岩变形量；

9、根据水平扩展范围、垂直扩展范围、井下微震能量事件的总能量比值、井下微震能量事件的事件总数比值、工作面支架平均工作阻力比值、工作面周期来压平均动载系数和巷道围岩变形量计算得到地面压裂效果评价总分，并根据地面压裂效果评价总分对急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果进行等级划分。

10、可选地，地面检波器等距设置于以压裂井井口为圆心的圆上；地面检波器为6个，以压裂井井口为圆心的圆的半径的计算公式为：其中，l为半径，z为压裂控制范围的长度。

11、可选地，井下检波器为3个；井下检波器分别设置于压裂控制范围的中心处和超出压裂控制范围的两侧；超出压裂控制范围的计算公式为：其中，m为超出压裂控制范围。

12、可选地，地面压裂效果评价总分的计算公式为：q＝0.2×a+0.2×b+0.1×c+0.1×d+0.15×e+0.15×f+0.1×g；其中，q为地面压裂效果评价总分，a为水平扩展范围分值，b为垂直扩展范围分值，c为井下微震能量事件的总能量比值分值，d为井下微震能量事件的事件总数比值分值，e为工作面支架平均工作阻力比值分值，f为工作面周期来压平均动载系数分值，g为巷道围岩变形量分值。

13、可选地，根据地面压裂效果评价总分对急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果进行等级划分，具体包括：

14、当0≤q<1时，将急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果确定为第一级；

15、当1≤q<2时，将急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果确定为第二级；

16、当2≤q<3时，将急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果确定为第三级；

17、当3≤q≤4时，将急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果确定为第四级。

18、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，该方法包括：根据预设的压裂控制范围设置微震监测系统；微震监测系统包括地面检波器和井下检波器；通过地面检波器对压裂过程中的微震事件进行监测，得到地面压裂裂缝扩展范围；地面压裂裂缝扩展范围包括水平扩展范围和垂直扩展范围；通过井下检波器对压裂过程中的井下微震能量事件进行监测，得到井下微震能量事件的总能量比值和事件总数比值；通过压裂过程前后工作面支架工作阻力的变化量得到工作面支架平均工作阻力比值和工作面周期来压平均动载系数；通过多点位移计对井下巷道进行监测，得到巷道围岩变形量；根据水平扩展范围、垂直扩展范围、井下微震能量事件的总能量比值、井下微震能量事件的事件总数比值、工作面支架平均工作阻力比值、工作面周期来压平均动载系数和巷道围岩变形量计算得到地面压裂效果评价总分，并根据地面压裂效果评价总分对急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果进行等级划分。

技术特征：

1.一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，其特征在于，所述地面检波器等距设置于以压裂井井口为圆心的圆上；所述地面检波器为6个，所述以压裂井井口为圆心的圆的半径的计算公式为：其中，l为半径，z为所述压裂控制范围的长度。

3.根据权利要求2所述的急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，其特征在于，所述井下检波器为3个；所述井下检波器分别设置于所述压裂控制范围的中心处和超出所述压裂控制范围的两侧；所述超出所述压裂控制范围的计算公式为：其中，m为超出所述压裂控制范围。

4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，其特征在于，所述地面压裂效果评价总分的计算公式为：q＝0.2×a+0.2×b+0.1×c+0.1×d+0.15×e+0.15×f+0.1×g；其中，q为地面压裂效果评价总分，a为水平扩展范围分值，b为垂直扩展范围分值，c为井下微震能量事件的总能量比值分值，d为井下微震能量事件的事件总数比值分值，e为工作面支架平均工作阻力比值分值，f为工作面周期来压平均动载系数分值，g为巷道围岩变形量分值。

5.根据权利要求4所述的急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，其特征在于，根据所述地面压裂效果评价总分对急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果进行等级划分，具体包括：

技术总结本发明提供了一种急倾斜煤层冲击地压地面压裂预控效果评价方法，该方法包括：根据预设的压裂控制范围设置微震监测系统；通过微震监测系统监测微震事件和井下微震能量事件，得到地面压裂裂缝扩展范围、井下微震能量事件的总能量比值和事件总数比值；通过压裂过程前后工作面支架工作阻力的变化量得到工作面支架平均工作阻力比值和工作面周期来压平均动载系数；通过多点位移计监测井下巷道，得到巷道围岩变形量；根据上述数据计算得到地面压裂效果评价总分并对预控效果进行等级划分。该方法通过对急倾斜煤层冲击地压的地面压裂预控效果进行分析和分级，确保了预控效果达到预期效果，并保证了工作面的安全高效开采。技术研发人员：于斌,杨文连,邵嗣华,李勇,卢树德,苗伟东,李泽斌,高瑞受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12