(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210930051.9 (22)申请日 2022.08.04 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114996832 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 中国矿业大 学 （北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁1 1号 (72)发明人 王琦　何满潮　刘寄婷　江贝　 薛浩杰　 (74)专利代理 机构 北京中北知识产权代理有限 公司 11253 专利代理师 袁亚杰 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 111270987 A,2020.0 6.12 CN 10716 5634 A,2017.09.15 CN 111985101 A,2020.1 1.24 US 2020032647 A1,2020.01.3 0 CN 106437712 A,2017.02.2 2 审查员 刘宇儒 (54)发明名称 深部矿井矿 震防治与评价方法 (57)摘要 本申请涉及煤炭开采安全控制技术领域， 特 别是涉及一种深部矿井矿震防治与评价方法。 所 述方法包括： 确定深部矿井中由矿震诱发动力显 现的危险区域， 并获取地质岩层分类特征、 震源 点与巷道 位置之间的距离、 深 部矿井中由矿震诱 发动力显现的临界能量值 以及预先存储的影响 切顶巷道短臂梁顶板围岩积聚能量的影响因素 组合及其对应的巷道关键设计参数， 并确定卸压 技术； 根据切顶卸压巷道围岩能量分析模型中切 顶巷道短臂梁顶板的围岩内积聚能量值的各影 响因素， 建立能量参数设计判据， 结合预先存储 的影响切顶巷道短臂梁顶板围岩内积聚能量值 的影响因素组合及其对应的巷道关键设计参数， 输出目标巷道关键支护设计参数和卸压技术， 以 保证煤矿巷道的安全 控制。 权利要求书3页 说明书14页 附图2页 CN 114996832 B 2022.10.21 CN 114996832 B 1.一种深部矿井矿震防治与评价方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 确定深部矿井 中由矿震诱发动力 显现的危险区域， 并获取所述危险区域内地质岩层分 类特征、 震源点与巷道位置之间的距离、 所述深部矿井中由矿震诱发动力显现的临界能量 值以及预先存储的影响切顶巷道短臂梁顶板 围岩积聚能量的影响因素组合及其对应的巷 道关键设计参数； 根据所述危险区域内地质岩层 分类特征及所述震源点与巷道位置之间的距离， 确定卸 压技术； 建立切顶卸压巷道围岩能量分析模型， 根据切 顶卸压巷道围岩能量分析模型中切 顶巷 道短臂梁顶板的围岩 内积聚能量值的各影响因素， 建立能量参数设计判据， 所述能量参数 设计判据中， 根据所述各影响因素确定的切顶巷道短臂梁顶板围岩内积聚的能量值小于或 等于由矿震诱发动力显现的临界能量 值； 根据所述 能量参数设计判据、 预先存储的影响切 顶巷道短臂梁顶板围岩内积聚能量值 的影响因素组合及其对应的巷道关键设计参数， 输出目标巷道关键支护设计参数和所述卸 压技术， 以使施工人员按照所述目标 巷道关键支护设计参数和所述卸压技 术进行施工 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述确定深部矿井中由矿震诱发动力 显现 的危险区域， 包括： 将深部矿井中微震能量监测值大于预设的能量值， 且在监测周期内所述微震能量监测 值大于预设的能量值的频次大于预设频次的区域， 确定为深部矿井中由矿震诱发动力显现 的危险区域； 或者， 根据预存的其他矿井中危险区域的地质岩层分类特征， 初步确定待确认危险区域， 根 据所述待确认危险区域的顶底板岩样和煤样以及底板岩样和所述煤样的动力学特性， 确定 待确认危险区域的危险值， 如果所述危险值超过预设的危险阈值， 则将所述危险值对应的 所述待确认危险区域确定为所述深部矿井中由矿震诱发动力显现的危险区域。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述危险区域内地质岩层分类特征包括岩 层密实特征和整体分布特征， 所述地质岩层分类包括稳定岩层和 不稳定岩层， 所述卸压技 术包括高位加强切顶卸压技术、 聚能爆破定 向切顶卸压技术、 密集钻孔显现精准定 向切顶 技术和二 维瞬时精准定向胀裂技术， 所述震源点与巷道位置之 间的距离为所述震源点到巷 道的垂直距离， 所述根据所述危险区域内地质岩层分类特征及震源点与巷道位置之 间的距 离， 确定卸压技 术， 包括： 如果所述震源点到巷道的垂直距离小于或等于预设的第 一距离阈值， 且所述危险区域 的所述岩层密实特征和所述整体分布特征分别满足预设的密实性标准和预设的整体性标 准， 则将所述危险区域的岩层类型确定为所述稳定岩层， 并确定所述卸压技术为所述聚能 爆破定向切顶卸压技 术； 如果所述震源点到巷道的垂直距离小于或等于所述预设的第 一距离阈值， 且所述危险 区域的所述岩层密实分布特征和所述整体分布特征未分别满足所述预设的密实性标准和 所述预设的整体性标准， 则将所述危险区域的岩层类型确定为所述不稳定岩层， 并确定所 述卸压技术为所述密集钻孔显现精准定 向切顶技术和所述二维瞬时精准定 向胀裂技术中 的一种或多种； 如果所述震源点到巷道的垂直距离大于所述预设的第 一距离阈值， 则确定所述卸压技权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114996832 B 2术为所述高位加强切顶卸压技 术和所述的聚 能爆破定向切顶卸压技 术。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述危险区域内地质岩层 分类特 征及震源点与巷道位置之间的距离， 确定卸压技 术之后， 所述方法还 包括： 按照所述卸压技术施工后， 如果所述危险区域的切顶垮落碎胀充填程度不满足预设的 填充度， 则确定所述卸压技术为高位加强切顶卸压技术， 以使施工人员按照所述高位加强 切顶卸压技 术进行再次卸压 。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述影响因素组合中的影响因素包括单位 长度巷道切顶短臂梁顶板的弹性应变能、 单位长度切顶巷道采用吸能支护构件吸收的能 量、 单位长度切顶巷道围岩由采空 区碎胀充填岩 体支撑力所抵消的能量和单位长度切顶 巷 道采用其他支护形式吸收或抵消的能量中的一种或多种， 所述吸能支护构件包括锚杆、 锚 索或锚网中的一种或多种； 所述能量 参数设计判据为： ER=k*( EC – EM – EF – EZ) *L 其中，ER为所述切顶巷道短臂梁顶板内围岩积聚能量， k为预设的安全系数， L为所述危 险区域长度， EC为单位长度巷道切顶短臂梁顶板的弹性应变能对应的能量值， EM为所述单位 长度切顶巷道采用吸能支护构件吸收的能量值， EF为所述单位长度切顶巷道围岩由采空区 碎胀充填岩体支撑力所抵消的能量值， EZ为所述单位长度切顶巷道采用其他支护形式可吸 收或抵消的能量 值。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述单位长度巷道切顶短臂梁顶板的弹性 应变能对应的切顶巷道设计参数包括切顶高度、 切顶角度和切顶巷道短臂梁顶板的悬臂长 度中的一种或多种； 所述单位长度切顶巷道围岩由采空区碎胀充填岩体支撑力所抵消的能量对应的切顶 巷道设计参数包括所述切顶高度、 所述切顶角度和所述切顶 巷道短臂梁顶板的悬臂长度中 的一种或多种； 所述单位长度切顶巷道采用吸能支护构件吸收的能量对应的切顶巷道设计参数为所 述单位长度巷道所需吸能支护构件数量； 所述单位长度切顶巷道采用其他支护形式可吸收或抵消的能量对应的切顶巷道设计 参数为所述单位长度巷道所需其 他支护构件数量。 7.一种深部矿井矿震防治与评价装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 第一确定模块， 用于确定深部矿井中由矿震诱发动力显现的危险区域， 并获取所述危 险区域内地质岩层分类特征、 震源点与巷道位置之间的距离、 所述深部矿井中由矿震诱发 动力显现的临界能量值以及预先存储的影响切顶巷道短臂梁顶板 围岩积聚能量的影响因 素组合及其对应的巷道关键设计参数； 第二确定模块， 用于根据所述危险区域内地质岩层 分类特征及所述震源点与巷道位置 之间的距离， 确定卸压技 术； 建立模块， 用于建立切顶卸压巷道围岩能量分析模型， 根据切顶卸压巷道围岩能量分 析模型中切顶巷道短臂梁顶板的围岩内积聚能量值的各影响因素， 建立能量参数设计判 据， 所述能量参数设计判据中， 根据所述各影响因素确定的切顶巷道短臂梁顶板 围岩内积 聚的能量 值小于或等于由矿震诱发动力显现的临界能量 值； 输出模块， 用于根据所述能量参数设计判据、 预先存储的影响切顶巷道短臂梁顶板围权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114996832 B 3