本發(fā)明屬于煤炭開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于煤巖動力系統(tǒng)的礦井沖擊地壓危險性預測方法。

背景技術(shù)：

我國淺部煤炭資源(埋深小于1000m)的比重占煤巖資源總儲量的47％，經(jīng)過了長年累月的開采，淺部煤炭資源已經(jīng)接近枯竭。在2013年的國際煤炭峰會上，謝和平院士對我國未來的煤炭產(chǎn)能進行了預測：到2030年，我國煤炭總產(chǎn)量將達到30億t～35億t，并且在未來若干年的時間內(nèi)將繼續(xù)保持這一水平。這就意味著為了滿足我國每年對煤炭資源的需求量，在不久的將來我國將有更多的煤礦踏上“深部開采”的道路。進入深部開采階段的礦井，煤巖體將承受更高的應(yīng)力和能量，為沖擊地壓的孕育和發(fā)生提供了更為“有利”的條件。沖擊地壓是最常見、破壞性最強的礦井動力災(zāi)害，對煤礦工人的人身安全和煤礦的高效生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅，因此準確的評價和預測工作對于礦井沖擊地壓防治體系的構(gòu)建格外重要。

煤巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時，積聚的能量將以波的形式向四周釋放和傳遞，這一過程將伴隨著微震信號產(chǎn)生。沖擊地壓的發(fā)生是時間和空間的相互統(tǒng)一，在沖擊地壓發(fā)生的過程中，常伴生著較高能量的微震事件，因此對較高能量微震事件的準確預測預報是預警沖擊地壓的關(guān)鍵所在，因此對微震事件的分析應(yīng)首先著重于微震事件發(fā)生的位置以及微震事件的能量，特別是對于礦井沖擊地壓臨界能量以上的“高能量”微震事件。當某一區(qū)域出現(xiàn)高能量微震事件后，則意味著該處的煤巖體有潛在破壞的危險，該區(qū)域或一定范圍內(nèi)的煤巖體經(jīng)過一段時間的能量積聚后，具備發(fā)生沖擊地壓或再次發(fā)生高能量微震事件的危險。因此有必要根據(jù)一次“高能量”微震事件，構(gòu)建相應(yīng)的“煤巖動力系統(tǒng)”，對系統(tǒng)各個區(qū)域的沖擊地壓危險性進行預測，進而有針對性地開展沖擊地壓防治工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于煤巖動力系統(tǒng)的礦井沖擊地壓危險性預測方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種基于煤巖動力系統(tǒng)的礦井沖擊地壓危險性預測方法，包括以下步驟：

步驟1：對待預測礦井的歷史沖擊地壓事件進行分析，確定該礦井沖擊地壓發(fā)生的臨界能量；

步驟2：利用微震監(jiān)測系統(tǒng)對待預測礦井發(fā)生的微震事件的震級和方位進行監(jiān)測，監(jiān)測范圍包括井下所有采掘工程所涉及到的煤體和巖體；

步驟3：根據(jù)高能量微震事件即沖擊地壓發(fā)生臨界能量及以上的微震事件的震源位置和能量值，構(gòu)建煤巖動力系統(tǒng)模型，所述煤巖動力系統(tǒng)中心位置為高能量微震事件的震源位置，其包括：動力核區(qū)、破壞區(qū)、損傷區(qū)和影響區(qū)四個區(qū)域，各區(qū)域邊界均為以中心位置為球心的球形邊界，各區(qū)域邊界半徑計算方法如下：

動力核區(qū)：

其中，R為煤巖動力系統(tǒng)動力核區(qū)半徑(m)；E為煤巖體彈性模量(GPa)；μ為泊松比；γ為上覆巖層容重的平均值(kN/m³)；H為單元體所處位置的深度(m)；k₁、k₂、k₃為應(yīng)力集中系數(shù)，k₁為最大主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值；k₂為中間主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值；k₃為最小主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值；ΔU＝U_G-U_Z；U_Z為自重應(yīng)力場下煤巖動力系統(tǒng)的能量(J)；U_G構(gòu)造應(yīng)力場下煤巖動力系統(tǒng)的能量(J)。

破壞區(qū)：

其中，R_P為煤巖動力系統(tǒng)破壞區(qū)半徑(m)；V_P為沖擊波在煤巖體介質(zhì)中的傳播速度(m/s)；σ_c為煤巖體的單軸抗壓強度(MPa)；ρ為煤巖動力系統(tǒng)動力核區(qū)煤巖體的密度(kg/m³)；ΔU為沖擊地壓或微震事件的能量(J)；σ_cd為煤巖體的動態(tài)抗壓強度(MPa)；λ為側(cè)壓系數(shù)；

損傷區(qū)：

其中，R_S為煤巖動力系統(tǒng)損傷區(qū)半徑(m)；σ_td為煤巖體的動態(tài)抗拉強度(MPa)；

影響區(qū)：

其中，R_Y為煤巖動力系統(tǒng)影響區(qū)半徑(m)；D為煤巖體的損傷系數(shù)。

步驟4：根據(jù)采掘工程所在煤巖動力系統(tǒng)模型區(qū)域，預測沖擊地壓發(fā)生時，采掘工程面臨的沖擊地壓危險性，進而有針對性地開展沖擊地壓防治工作。

根據(jù)沖擊地壓顯現(xiàn)強烈程度，將沖擊地壓劃分為煤炮(無沖擊危險)、傾出或壓出(弱沖擊危險)、沖擊地壓(中等沖擊危險)和嚴重沖擊地壓(強沖擊危險)4個等級，所述煤巖動力系統(tǒng)模型中各區(qū)域與沖擊地壓危險性對應(yīng)關(guān)系為：影響區(qū)對應(yīng)煤炮即無沖擊危險，損傷區(qū)對應(yīng)壓出或傾出即弱沖擊危險，破壞區(qū)對應(yīng)沖擊地壓即中等沖擊危險，動力核區(qū)對應(yīng)強沖擊地壓即強沖擊危險。

有益效果：一種基于煤巖動力系統(tǒng)的礦井沖擊地壓危險性預測方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)勢：

提出煤巖動力系統(tǒng)模型及其各區(qū)域尺度計算方法，并建立各區(qū)域與沖擊危險程度對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)煤巖動力系統(tǒng)模型可判斷不同尺度范圍內(nèi)的沖擊危險程度，可為各礦井有針對性預防和治理沖擊地壓災(zāi)害提供依據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施方式的煤巖動力系統(tǒng)與沖擊地壓顯現(xiàn)關(guān)系模型示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實施方式的基于煤巖動力系統(tǒng)的礦井沖擊地壓危險性預測方法流程圖；

圖3為本發(fā)明一種實施方式的煤巖動力系統(tǒng)立體模型示意圖；

圖4為本發(fā)明一種實施方式的煤巖動力系統(tǒng)動力核區(qū)破壞過程示意圖；

圖5為本發(fā)明一種實施方式的煤巖動力系統(tǒng)破壞區(qū)形成過程示意圖；

圖6為本發(fā)明一種實施方式的煤巖動力系統(tǒng)損傷區(qū)形成過程示意圖；

圖7為本發(fā)明一種實施方式的煤巖動力系統(tǒng)影響區(qū)形成過程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種實施方式作詳細說明。

沖擊地壓的發(fā)生源于煤巖體破壞釋放能量與消耗能量的差值達到或超過某一臨界值。能量差值的不同導致沖擊地壓的動力顯現(xiàn)程度不同，而能量差值取決于采掘工程與煤巖動力系統(tǒng)之間的相對空間關(guān)系。

根據(jù)能量積聚程度和影響范圍等特征，可將煤巖動力系統(tǒng)劃分為“動力核區(qū)”、“破壞區(qū)”、“損傷區(qū)”和“影響區(qū)”4個區(qū)域，只有當采掘工程活動進入到“動力核區(qū)”、“破壞區(qū)”和“損傷區(qū)”這三個區(qū)域，才會具備不同程度和破壞形式?jīng)_擊地壓的發(fā)生危險。根據(jù)沖擊地壓顯現(xiàn)強烈程度，可將沖擊地壓劃分為煤炮(無沖擊)、傾出或壓出(弱沖擊)、沖擊地壓(中等沖擊)和嚴重沖擊地壓(強沖擊)4個等級。當采掘工程進入到“影響區(qū)”范圍內(nèi)時，動力顯現(xiàn)主要以“煤炮”的形式表現(xiàn)出來；當采掘工程進入到“損傷區(qū)”范圍內(nèi)時，動力顯現(xiàn)主要以“壓出、傾出”等形式表現(xiàn)出來；當采掘工程進入到“破壞區(qū)”范圍內(nèi)時，動力顯現(xiàn)則表現(xiàn)為“沖擊地壓”；當采掘工程進入“動力核區(qū)”范圍內(nèi)時，則會產(chǎn)生“強沖擊地壓”。

為了更好地描述煤巖動力系統(tǒng)與沖擊地壓顯現(xiàn)關(guān)系，構(gòu)建了“煤巖動力系統(tǒng)與沖擊地壓顯現(xiàn)關(guān)系模型”，如圖1所示；

對煤巖動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行研究，確定每一個區(qū)域尺度的計算方法，對于礦井沖擊地壓的針對性防治具有重要意義。

如圖2所示，一種基于煤巖動力系統(tǒng)的礦井沖擊地壓危險性預測方法，包括以下步驟：

步驟1：對待預測礦井的歷史沖擊地壓事件進行分析，確定該礦井沖擊地壓發(fā)生的臨界能量；

步驟2：利用微震監(jiān)測系統(tǒng)對待預測礦井發(fā)生的微震事件的震級和方位進行監(jiān)測，監(jiān)測范圍包括井下所有采掘工程所涉及到的煤體和巖體；

煤巖體本身積聚的能量會在構(gòu)造運動、開采活動等因素的影響下逐漸升高，當突破煤巖體承受的臨界條件后，材料內(nèi)部的裂隙結(jié)構(gòu)將會迅速向四周擴散，導致煤巖結(jié)構(gòu)的破壞。煤巖結(jié)構(gòu)破壞時，能量將以波的形式向四周釋放和傳遞。巖石的破壞是內(nèi)部裂隙萌生并逐步拓展的過程，宏觀的失穩(wěn)破壞是細微破裂的逐步聚集的結(jié)果，這一過程將伴隨著微震信號產(chǎn)生。如果在礦區(qū)范圍內(nèi)的某一地點出現(xiàn)了微震事件，則意味著該處的巖體有潛在破壞的危險。

礦山微震監(jiān)測系統(tǒng)具有監(jiān)測范圍可控的特點，具有較高的定位精度，已成為沖擊地壓等礦井動力災(zāi)害監(jiān)測的主要技術(shù)手段之一。微震監(jiān)測的原理是通過分析破壞后的煤巖體所產(chǎn)生的地震波的特征，來確定煤巖體破壞的位置和應(yīng)力集中程度，以實現(xiàn)對礦井沖擊地壓等動力災(zāi)害的實時預報，是一種區(qū)域性監(jiān)測方法。微震監(jiān)測可以對巖體破壞進行四維空間記錄，可以依據(jù)微震事件的空間坐標、波形、震級、能量等指標對巖體結(jié)構(gòu)的破壞程度和破壞特征進行分析。微震監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了礦井范圍內(nèi)的震源確定、震級和能量計算、自動記錄微震活動特征、以及沖擊地壓危險性評估等多項功能。對于礦井的實際生產(chǎn)，人們更加注重較高能量微震事件出現(xiàn)的位置和震級大小，微震監(jiān)測利用檢波測量探頭，在特定條件的波速場下進行空間定位，根據(jù)接收的橫波和縱波信號首次到達時間來判定破壞區(qū)域的位置，利用震相持續(xù)時間計算所釋放的能量和震級，可以實現(xiàn)對微震事件的實時監(jiān)測，進而實現(xiàn)對沖擊地壓危險區(qū)域的實施預判。

步驟3：提取高能量微震事件即沖擊地壓發(fā)生臨界能量及以上的微震事件的震源位置和能量值；

沖擊地壓的孕育和發(fā)生歷經(jīng)從能量積聚——能量釋放——沖擊失穩(wěn)——能量再次積聚的循環(huán)過程。然而，在沖擊地壓發(fā)生的過程中，常伴生著較高能量的微震事件。因此，對較高能量微震事件的準確預測預報是預警沖擊地壓的關(guān)鍵所在。沖擊地壓的發(fā)生是時間和空間的相互統(tǒng)一，所以對微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的微震事件分析應(yīng)該首先著重于微震事件發(fā)生的位置，以及微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的微震事件的能量，特別是對于礦井沖擊地壓臨界能量以上的“高能量”微震事件，當某一區(qū)域出現(xiàn)高能量微震事件后，表明煤巖體具備沖擊地壓發(fā)生的“潛質(zhì)”，具備沖擊地壓發(fā)生的能量基礎(chǔ)，該區(qū)域或一定范圍內(nèi)的煤巖體經(jīng)過一段時間的能量積聚后，具備發(fā)生沖擊地壓或再次發(fā)生高能量微震事件的危險。

例如：烏東煤礦已發(fā)生的沖擊地壓能量范圍為2.51×10⁶J～2.40×10⁸J，因此將10⁶J定義為烏東煤礦沖擊地壓發(fā)生的臨界能量，與沖擊地壓發(fā)生的臨界能量的統(tǒng)計規(guī)律相一致。對于烏東煤礦的實際生產(chǎn)，應(yīng)對能量在10⁶J以上的微震事件進行著重分析、研究，通過定位微震事件的震源點所在位置，構(gòu)建煤巖動力系統(tǒng)模型，計算微震事件的具體影響范圍。

步驟4：根據(jù)高能量微震事件構(gòu)建煤巖動力系統(tǒng)模型，所述煤巖動力系統(tǒng)中心位置為高能量微震事件的震源位置，其包括：動力核區(qū)、破壞區(qū)、損傷區(qū)和影響區(qū)四個區(qū)域，各區(qū)域邊界均為以中心位置為圓心的球形邊界，煤巖動力系統(tǒng)立體模型如圖3所示；

煤巖動力系統(tǒng)總能量是由自重應(yīng)力場下動力系統(tǒng)能量U_Z、構(gòu)造應(yīng)力場下動力系統(tǒng)能量U_G和采動應(yīng)力場下系統(tǒng)能量U_C組成的，即礦井賦存的煤巖體在構(gòu)造運動以及開采活動等外力的影響下，將會產(chǎn)生一定的形變量，煤巖體出現(xiàn)變形的同時將伴隨著能量的不斷積累。一旦煤巖體承受的外力消失，煤巖體在回復原形態(tài)的同時，積累的能量將得以釋放，進而對外做功。在不發(fā)生沖擊地壓時，煤巖動力系統(tǒng)不斷積蓄能量。在開采擾動等因素的影響下，當動力系統(tǒng)總能量大于背景能量時，能量就會釋放。如果釋放的能量ΔU大于臨界能量時，沖擊地壓就會發(fā)生。

沖擊地壓是一個復雜的煤巖動力學過程，是在相應(yīng)的地質(zhì)動力條件下，煤巖動力系統(tǒng)因開采擾動誘發(fā)的能量快速釋放過程。煤巖動力系統(tǒng)的能量主要集中在“動力核區(qū)”內(nèi)，當沖擊地壓或高能量微震事件發(fā)生時，煤巖動力系統(tǒng)動力核內(nèi)的能量得到激發(fā)，形成高強度沖擊波。沖擊波為煤巖動力系統(tǒng)的“破壞區(qū)”提供了強大的壓應(yīng)力，沖擊波逐層破壞周邊煤巖體的同時，能量逐漸向動力核外部的“破壞區(qū)”、“損傷區(qū)”和“影響區(qū)”等各區(qū)域耗散。由于在礦井的實際生產(chǎn)中，煤巖體能量的釋放、轉(zhuǎn)換、耗散等過程均是在無限介質(zhì)中進行的，對煤巖動力系統(tǒng)的各區(qū)域的尺度也是置于無限煤巖體介質(zhì)進行研究、計算，詳細分析能量的傳遞過程。

類似于煤體的卸壓爆破過程，當沖擊地壓或高能量微震事件發(fā)生的瞬間，滿足Mises屈服強度準則，煤巖動力系統(tǒng)的“動力核區(qū)”將形成巨大的沖擊荷載，在沖擊載荷的瞬間作用下，系統(tǒng)“動力核區(qū)”的外壁迅速產(chǎn)生形變，并向“破壞區(qū)”方向膨脹。處于“動力核區(qū)”外壁與“破壞區(qū)”交接面的煤巖體會迅速激發(fā)出沖擊波，并立即向外部區(qū)域傳播、耗散。在此過程中，系統(tǒng)“動力核區(qū)”內(nèi)的煤巖體被充分破碎，如圖4所示。在沖擊波的作用下，“動力核區(qū)”外部的一定范圍內(nèi)的煤巖體將承受遠大于煤巖體自身動態(tài)抗壓強度的壓應(yīng)力的作用，在此過程中，此區(qū)間的煤巖體在強大的壓應(yīng)力作用下而破碎，形成一個“環(huán)狀破碎帶”，在“動力核區(qū)”的外部形成了煤巖動力系統(tǒng)的“破壞區(qū)”，如圖5所示。在“破壞區(qū)”范圍內(nèi)，煤巖體在壓應(yīng)力的作用下被破碎，此區(qū)間內(nèi)煤巖體的破碎程度小于“動力核區(qū)”內(nèi)的煤巖體的破碎程度。從煤巖動力系統(tǒng)的“動力核區(qū)”外壁到“破碎區(qū)”區(qū)間范圍內(nèi)，沖擊波能量在傳播過程中得到衰減，且衰減速度較快，在“破碎區(qū)”范圍內(nèi)，沖擊波的影響尺度與其衰減速度呈負相關(guān)。在“破壞區(qū)”的外邊界，沖擊波的強度與煤巖體的動態(tài)抗壓強度相等。

經(jīng)過了“破碎區(qū)”煤巖體的能量消耗，在“動力核區(qū)”外壁激發(fā)出的沖擊波在破壞區(qū)的外邊界衰減成為壓縮應(yīng)力波。壓縮應(yīng)力波將繼續(xù)在煤巖動力系統(tǒng)的煤巖體介質(zhì)中向其他區(qū)域傳播，雖然強度已不能達到煤巖體的動態(tài)抗壓強度，不能直接使得煤巖體產(chǎn)生壓縮破壞，也不能導致“破壞區(qū)”以外的煤巖體沿徑向方向產(chǎn)生壓縮變形，但可以使“破壞區(qū)”以外的煤巖體沿切向方向上產(chǎn)生拉應(yīng)力以及拉伸變形。當應(yīng)力波的強度高于煤巖體自身的的動態(tài)抗拉強度時，煤巖體被拉伸致裂，內(nèi)部將產(chǎn)生徑向裂紋。在此過程中，此區(qū)間的煤巖體在拉應(yīng)力作用下而破裂，形成一個“環(huán)狀破裂帶”，在“破壞區(qū)”的外部形成了煤巖動力系統(tǒng)的“損傷區(qū)”，如圖6所示。在此區(qū)間，應(yīng)力波將以一定的速度繼續(xù)向動力系統(tǒng)的外部區(qū)域繼續(xù)耗散，當應(yīng)力波提供的拉應(yīng)力小于煤巖體自身的動態(tài)抗拉強度時，裂隙不再擴展。在“損傷區(qū)”的外邊界，應(yīng)力波的強度與煤巖體的動態(tài)抗拉強度相等。

經(jīng)過了“損傷區(qū)”煤巖體的能量耗散，應(yīng)力波的殘余強度已經(jīng)不能直接使得煤巖動力系統(tǒng)內(nèi)的煤巖體出現(xiàn)破壞或者裂痕，但可以使“損傷區(qū)”外部一定范圍的煤巖體能量有所升高，在開采活動的影響下，局部煤巖體將以“煤炮”、“彈性震動”等的形式將能量釋放。在此區(qū)間范圍內(nèi)，應(yīng)力波的初始強度等于煤巖體自身的動態(tài)抗拉強度，應(yīng)力波繼續(xù)沿徑向方向向煤巖動力系統(tǒng)的外部傳播，能量也將繼續(xù)衰減，當應(yīng)力波強度降低到煤巖體損傷條件下的抗拉強度以下時，應(yīng)力波被煤巖體完全吸收而停止傳播，至此，沖擊地壓的能量耗散過程結(jié)束。將“損傷區(qū)”外邊界直至應(yīng)力波完全被吸收的區(qū)間定義為煤巖動力系統(tǒng)的“影響區(qū)”，如圖7所示。

在原巖應(yīng)力場下，煤巖動力系統(tǒng)儲存的能量是自重應(yīng)力場下產(chǎn)生的能量和構(gòu)造應(yīng)力場下產(chǎn)生的能量綜合作用的結(jié)果。動力系統(tǒng)的尺度與煤巖動力系統(tǒng)儲存能量以及釋放能量的大小相關(guān)，因此可以根據(jù)沖擊地壓的能量來確定煤巖動力系統(tǒng)的實際尺度。研究中把煤巖動力系統(tǒng)視為球形；動力核區(qū)、破壞區(qū)、損傷區(qū)和影響區(qū)的邊界半徑R、R_P、R_S和R_Y計算方法如下：

動力核區(qū)：

其中，R為煤巖動力系統(tǒng)動力核區(qū)半徑(m)；E為煤巖體彈性模量(GPa)；μ為泊松比；γ為上覆巖層容重的平均值(kN/m³)；H為單元體所處位置的深度(m)；k₁、k₂、k₃為應(yīng)力集中系數(shù)，k₁為最大主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值；k₂為中間主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值；k₃為最小主應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值；ΔU＝U_G-U_Z；U_Z為自重應(yīng)力場下煤巖動力系統(tǒng)的能量(J)；U_G構(gòu)造應(yīng)力場下煤巖動力系統(tǒng)的能量(J)。

破壞區(qū)：

其中，R_P為煤巖動力系統(tǒng)破壞區(qū)半徑(m)；V_P為沖擊波在煤巖體介質(zhì)中的傳播速度(m/s)；σ_c為煤巖體的單軸抗壓強度(MPa)；ρ為煤巖動力系統(tǒng)動力核區(qū)煤巖體的密度(kg/m³)；ΔU為沖擊地壓或微震事件的能量(J)；σ_cd為煤巖體的動態(tài)抗壓強度(MPa)；λ為側(cè)壓系數(shù)；

損傷區(qū)：

其中，R_S為煤巖動力系統(tǒng)損傷區(qū)半徑(m)；σ_td為煤巖體的動態(tài)抗拉強度(MPa)；

影響區(qū)：

其中，R_Y為煤巖動力系統(tǒng)影響區(qū)半徑(m)；D為煤巖體的損傷系數(shù)。

步驟5：根據(jù)采掘工程所在煤巖動力系統(tǒng)模型區(qū)域，預測沖擊地壓發(fā)生時，采掘工程面臨的沖擊地壓危險性，進而有針對性地開展沖擊地壓防治工作。

根據(jù)沖擊地壓顯現(xiàn)強烈程度，將沖擊地壓劃分為煤炮(無沖擊危險)、傾出或壓出(弱沖擊危險)、沖擊地壓(中等沖擊危險)和嚴重沖擊地壓(強沖擊危險)4個等級，所述煤巖動力系統(tǒng)模型中各區(qū)域與沖擊地壓危險性對應(yīng)關(guān)系為：影響區(qū)對應(yīng)煤炮即無沖擊危險，損傷區(qū)對應(yīng)壓出或傾出即弱沖擊危險；破壞區(qū)對應(yīng)沖擊地壓即中等沖擊危險動力核區(qū)對應(yīng)強沖擊地壓即強沖擊危險。

撫順礦業(yè)集團老虎臺煤礦是我國典型的沖擊地壓礦井，受到郯廬斷裂及其分支的影響，沖擊地壓、高能量微震事件發(fā)生頻率較高。將煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算方法在老虎臺礦進行應(yīng)用，進行準確性驗證，驗證過程如下：

結(jié)合老虎臺煤礦煤巖體賦存情況和物理力學參數(shù)測試結(jié)果，隨機選取2011年1月14日～2015年9月8日期間，發(fā)生在老虎臺煤礦的20組沖擊地壓事件的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)老虎臺礦20組沖擊地壓事件在不同范圍內(nèi)的破壞現(xiàn)象的描述確定每一次沖擊地壓的危險等級；基于每一次沖擊地壓事件或高能量微震事件所監(jiān)測到的能量，應(yīng)用煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算方法確定“動力核區(qū)”、“破壞區(qū)”、“損傷區(qū)”的尺度；根據(jù)“煤巖動力系統(tǒng)與沖擊地壓顯現(xiàn)關(guān)系”模型的評判標準，將兩次獨立的計算結(jié)果進行對比分析，進而驗證煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算方法的準確性。老虎臺礦煤巖體物理力學性質(zhì)參數(shù)測試結(jié)果匯總?cè)绫?所示，老虎臺礦部分沖擊地壓事故統(tǒng)計結(jié)果及破壞情況描述如表2所示，老虎臺礦煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算方法準確性評價結(jié)果如表3所示。

表1老虎臺礦煤巖體物理力學性質(zhì)參數(shù)測試結(jié)果匯總表

表2老虎臺礦部分沖擊地壓事故統(tǒng)計及破壞情況描述表

表3老虎臺礦煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算方法準確性評價結(jié)果表

驗證結(jié)果表明，在隨機選取發(fā)生在老虎臺煤礦的20組沖擊地壓事件的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，根據(jù)每一次沖擊地壓的破壞現(xiàn)象判斷：有18組屬于弱沖擊危險、2組屬于中等沖擊危險；根據(jù)煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算結(jié)果：有16組屬于弱沖擊危險、3組屬于無沖擊危險、1組屬于中等沖擊危險。根據(jù)兩種方法的判定結(jié)果，在20組數(shù)據(jù)中有17組數(shù)據(jù)劃分結(jié)果相同，準確率達到85％，由此表明，本方法中煤巖動力系統(tǒng)各區(qū)域尺度計算方法具有較高的可信度和實用性，可以廣泛應(yīng)用在礦井沖擊地壓的危險性預測與評價工作中。