CN112799129B - 一种导水通道的识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导水通道的识别方法及系统，通过将微震监测子系统采集的波形信号分类为岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号，分别对分类后的波形信号的到时和岩体的波速进行定位以获得分类后的波形信号的时空演化特征，结合监测区域的水文地质条件，能够分别从岩石破裂角度和水流在岩石裂纹中流动的角度，准确识别导水通道形成过程及空间位置。

Description

一种导水通道的识别方法及系统

技术领域

本发明涉及煤矿安全生产及采矿工程领域，特别是涉及一种基于微震监测的煤矿底板导水通道空间位置及形成过程的识别方法及系统。

背景技术

随着煤炭资源的开采深度不断增加，越来越多的矿山受到煤矿水害威胁。水源、水压和导水通道是引起煤矿水害发生的三个基本要素。关于水源的探测，目前主要以水文地质物探方法为主。这些方法主要有：电阻率法、自然电场法、测井法、重力法、磁力法、红外线法、地震法、钻孔雷达等。而水压的探测则主要以钻孔探测为主。近年来，由于缺乏对导水通道形成过程的动态、实时监测，煤矿开采中存在大量的突水事故的发生。由此可见，急需寻找一种有效的动态、实时监测导水通道形成过程及位置的监测方法。

近年来，微震监测技术在煤矿安全生产各个领域得到了广泛应用。前人的经验表明，微震监测技术是监测煤岩动力灾害的孕育过程、实现对监测煤岩动力灾害的预报预警的一种重要手段。基于此，亟需一种利用微震事件，既可以识别导水通道的空间位置，也可以识别导水通道形成过程的方法和系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种导水通道的识别方法及系统，基于微震事件的波形信号，能够分别通过岩石破裂的信号特征和水流在岩石裂纹中流动的信号特征准确识别导水通道形成过程及空间位置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种导水通道的识别方法，包括：

采集区域地层的波形信号；

采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号；

根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，对分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征；

根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程。

可选的，在所述采集区域地层的波形信号之前还包括：

构建微震监测子系统；

利用所述微震监测子系统采集所述区域地层的波形信号。

可选的，所述采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号，具体包括：

根据所述波形信号的持续时间和频率，将所述波形信号分类成三类波形信号；所述三类波形信号包括岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号。

可选的，所述根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，对所述分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征，具体包括：

根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法对所述分类后的信号事件进行定位，获得定位结果；

根据所述定位结果生成所述分类后的信号事件的微震事件目录，所述微震事件目录包含所述分类后的信号事件的产生时间、空间信息、到时和传感器的空间位置信息；

采用双差成像算法对所述微震事件目录进行定位，获得分类后的信号事件的时空演化特征。

可选的，所述根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程，具体包括：

利用所述岩石破裂波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水无关的破裂的时空演化；

利用所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水有关的破裂的时空演化；

利用所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征表征水流在岩石裂隙中流动的范围的时空演化；

分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程。

可选的，所述分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程，具体包括：

根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系，基于工作面煤层底板标高、灰岩含水层标高钻孔单位涌水量和煤层周围导水断层的发育程度，确定当工作面开采活动引起的损伤区域深度达到灰岩含水层时，形成确定导水通道形成；

根据所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，确定有水流在贯通裂纹中流动，导水通道形成。

一种导水通道的识别系统，包括：

微震监测子系统采集区域地层的波形信号；

分类子系统采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号；

定位子系统根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，对分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征；

识别子系统根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程。

可选的，所述微震监测子系统还包括传感器、井下数据采集分站、服务器、光缆和电缆；所述传感器与所述井下数据采集分站相连，所述井下数据采集分站通过所述光缆和电缆与所述服务器相连。

可选的，所述定位子系统还包括初始定位单元和精细定位单元；

所述初始定位单元用于根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法对所述分类后的信号事件进行定位，获得定位结果；根据所述定位结果生成所述分类后的信号事件的微震事件目录，所述微震事件目录包含所述分类后的信号事件的产生时间、空间信息、到时和传感器的空间位置信息；

所述精细定位单元用于采用双差成像算法对所述微震事件目录进行定位，获得分类后的信号事件的时空演化特征。

可选的，所述识别子系统还包括第一表征单元、第二表征单元、第三表征单元和确定单元；

所述第一表征单元用于利用所述岩石破裂波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水无关的破裂的时空演化；

所述第二表征单元用于利用所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水有关的破裂的时空演化；

所述第三表征单元用于利用所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征表征水流在岩石裂隙中流动的范围随时间的时空演化；

所述确定单元分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程。

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：

本发明提供的一种导水通道的识别方法及系统，通过将微震监测子系统采集的波形信号分类为岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号，分别对分类后的波形信号的到时和岩体的波速进行定位以获得分类后的波形信号的时空演化特征，结合监测区域的水文地质条件，能够分别从岩石破裂角度和水流在岩石裂纹中流动的角度，准确识别导水通道形成过程及空间位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种导水通道的识别方法流程图；

图2a为本发明实施例1中岩石破裂波形信号的波形图，图2b为本发明实施例1中岩石破裂波形信号的频谱图；

图3a为本发明实施例1中岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的波形图，图3b本发明实施例1中岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的频谱图；

图4a为本发明实施例1中水流在裂纹中流动波形信号的波形图，图4b本发明实施例1中水流在裂纹中流动波形信号的频谱图；

图5为本发明实施例1中岩石破裂波形信号的事件的时空演化特征；

图6为本发明实施例1中岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的事件的时空演化特征；

图7为本发明实施例1中水流在裂纹中流动波形信号的事件的时空演化特征；

图8为本发明实施例2提供的一种导水通道的识别系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种导水通道的识别方法及系统，从微震事件的波形信号出发，识别岩石破裂和水流在岩石裂纹中流动的信号特征，从而准确识别导水通道形成过程及空间位置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

导水通道需要满足两个条件，第一，有贯通裂纹产生；第二，有水流从贯通裂纹中流过。现有的将微震监测技术应用于煤矿底板水的防治，建立通过分析微震事件在时间、空间和强度方面的演化特征确定煤矿底板破坏深度、导水通道位置及形成过程的方法，只能通过确定贯通裂纹产生的空间位置确定导水通道的形成和空间微震，无法通过确定是否有水流从裂纹中流过以确定导水通道的空间位置和导水通道是否产生，导致上述方法在现场应用中出现较大的偏差。为了解决现有技术中的问题，参阅图1，本发明提供了一种导水通道的识别方法，包括：

步骤S1：采集区域地层的波形信号；

步骤S2：采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号，具体包括：

根据所述波形信号的持续时间和频率，将所述波形信号分类成三类波形信号；所述三类波形信号包括岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号。

步骤S3：根据所述分类后的波形信号的到时和钻孔测井数据获得的岩体的波速，对所述分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征，具体包括：

根据所述三类波形信号的到时和钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法对所述三类信号事件进行定位，获得定位结果；

根据所述定位结果生成所述三类信号事件的微震事件目录，所述微震事件目录包含所述三类信号事件的产生时间、空间信息、到时和传感器的空间位置信息；

采用双差成像算法对所述微震事件目录进行逐一精细定位，能够直接利用相邻微波的高精度时差准确确定波形结构，能够更精确地确定开采煤层活动区域附件的结构，比如裂隙、导水通道、断层等，排除异常数据，从而获得三类信号事件的时空演化特征。

步骤S4：根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程，具体包括：

利用所述岩石破裂波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水无关的破裂的时空演化，其中所述岩石破裂波形信号的产生主要与采矿诱发围岩发生应力集中造成的破坏有关；

利用所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水有关的破裂的时空演化，其中所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的产生主要与采矿诱发围岩发生应力集中、水压力造成的破坏有关；

利用所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征表征水流在岩石裂隙(既包含原生裂隙又包含采动过程中新产生的裂隙)中流动的范围的时空演化；

分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程，具体包括：

根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系，基于工作面煤层底板标高、灰岩含水层标高钻孔单位涌水量和煤层周围导水断层的发育程度，确定当工作面开采活动引起的损伤区域深度达到灰岩含水层时，确定导水通道形成；

根据所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，确定有水流在贯通裂纹中流动，导水通道形成。

作为一种可选的实施方式，在步骤S1之前还包括：构建微震监测子系统，利用所述微震监测子系统采集所述区域地层的波形信号；其中所述微震监测子系统包括传感器、井下数据采集分站、服务器、光缆和电缆；所述传感器与所述井下数据采集分站相连，所述井下数据采集分站通过所述光缆和电缆与所述服务器相连；根据监测区域的工程地质条件、实际需求和经济情况，确定传感器数量、空间布置和光缆及电缆的布设。

需要说明的是，本发明并不对步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4的顺序进行限制。

为了使本领域技术人员更好的理解本实施例所公开的方案，下面以识别李雅庄煤矿2-616工作面区域的导水通道为例，对导水通道的识别方法进行具体说明。

李雅庄煤矿位于霍州市北东15°，直距6.6km处，行政区划隶属霍州市师庄乡管辖，地理坐标为：东经111°43′03″-111°48′15″，北纬36°37′48″-36°41′08″。李雅庄煤矿工作面主要受底板太原组灰岩含水层和奥陶系含水层的影响。在2-6161巷道和2-6162巷道分别布置6个传感器，每个传感器的坐标和灵敏度如表1所示。

表1 传感器坐标及灵敏度

通过微震监测子系统采集李雅庄煤矿2-616工作面区域的波形信号，具体包括如图2所示的岩石破裂波形信号，如图3所示的岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号和如图4所示的水流在裂纹中流动波形信号。从图2中可以看出，在岩石破裂波形信号到达之前，微震监测子系统采集到的信号主要以噪声为主；在岩石破裂波形信号到达以后，P波先到达，然后S波到达。P波的最大振幅明显高于噪声的振幅，而S波的最大振幅明显高于P波的最大振幅。在有些岩石破裂波形信号中，P波基本衰减完毕后，S波才到达，因此可以明显地拾取到P波和S波的到时。在另外一些信号中，P波还未衰减完毕时S波已经到达，因而很难拾取S波的到时。岩石破裂波形信号一般持续时间较短，在200ms至500ms之内，频率在100Hz左右。从图3中可以看出，岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号主要分为两段。前一段为岩石破裂信号，后一段为水进入裂纹的信号，并且水进入裂纹的信号的持续时间一般比岩石破裂信号时间长，信号的频率低(30Hz以下)。综上所述，岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的持续时间一般为500ms至1000ms，频率表现为由高频(100Hz左右)向低频(30Hz以下)演化。从图4中可以看出，水流在裂纹中流动波形信号的持续时间较长(超过1000ms)，在信号持续过程中，频率基本维持在80Hz左右不变。因此，采用时频分析的方法，根据波形信号的持续时间和频率，即可将波形信号分类成岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号。

分别根据岩石破裂波形信号的到时、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的到时和水流在裂纹中流动波形信号的到时，结合钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法和双差成像算法对三类信号事件进行定位，获得三类信号事件的时空演化特征。图5中表示岩石破裂波形信号的时空演化特征，左侧为俯视图，显示的是岩石破裂波形信号在监测区域水平位置的时空分布；右侧为侧视图，显示的是岩石破裂波形信号在监测区域深度的时空分布。图5中三角形表示传感器，0507、0505、0503等表示的是采集岩石破裂波形信号的日期。图6表示的是岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征，图7表示的是水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征。

李雅庄煤矿2-616工作面区域的水文地质条件为：工作面煤层底板标高在+270m至+300m之间，平均在+285m左右；底板太原组灰岩含水层的标高为+470m左右，钻孔单位涌水量为0.65L/(m·s)，该含水层富水性为中等富水性，承受的水压力为1.85Mpa左右；奥陶系峰峰组含水层水位标高为+490m左右，钻孔单位涌水量为0.12L/(m·s)，该含水层富水性为中等富水性，承受的水压力为2.05Mpa左右。李雅庄煤矿2-616工作面周围导水断层非常发育，工作面距离太原组灰岩含水层的距离为32m至60m，距离奥陶系峰峰组含水层为80m至140m。

根据上述水文地质条件，结合图5中岩石破裂波形信号的时空演化特征，可以看出，工作面开采诱发的岩石破裂波形信号的事件在平面上主要集中在工作面采矿活动位置的周围，在侧视图上可以看出，岩石破裂波形信号的事件主要分布于底板100m范围内。由此可见，工作面开采活动引起的损伤区域较深，初步估计达到太原组灰岩含水层时，形成导水通道。

根据图6中的岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征和图7中的水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征可以看出，在空间分布上，岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的事件的时空演化特征与水流在裂纹中流动波形信号的事件的时空演化特征具有一致性；在时间分布上，岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的事件发生后，水流在裂纹中流动波形信号的事件才开始产生。在图6和图7中，岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号事件(图6中的事件聚集I、事件聚集II、事件聚集III和事件聚集IV)以及水流在裂纹中流动波形信号的事件(图7中的事件聚集I、事件聚集II、事件聚集III和事件聚集IV)均分布在导水断层周围，由此确定导水通道的空间位置和形成过程。另外还可以断定的是，导水通道的产生与断层的存在息息相关。

综上，本实施通过分别根据岩石破裂波形信号的时空演化特征、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征以及水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征，结合监测区域的水文地质条件，能够分别从岩石破裂角度和水流在岩石裂纹中流动的角度，准确识别导水通道形成过程及空间位置。

实施例2：

参阅图8，本发明还提供了一种导水通道的识别系统，包括：

微震监测子系统M1采集区域地层的波形信号；

分类子系统M2采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号；

定位子系统M3根据所述分类后的波形信号的到时和钻孔测井数据获得的岩体的波速，对所述分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征；

所述定位子系统M3还包括初始定位单元和精细定位单元；

所述初始定位单元用于根据所述三类波形信号的到时和钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法对所述三类信号事件进行定位，获得定位结果；根据所述定位结果生成所述三类信号事件的微震事件目录，所述微震事件目录包含所述三类信号事件的产生时间、空间信息、到时和传感器的空间位置信息；

所述精细定位单元用于采用双差成像算法对所述微震事件目录进行定位，获得三类信号事件的时空演化特征；

识别子系统M4根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程；

所述识别子系统M4还包括第一表征单元、第二表征单元、第三表征单元和确定单元；

所述第一表征单元用于利用所述岩石破裂波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水无关的破裂的时空演化；

所述第二表征单元用于利用所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水有关的破裂的时空演化；

所述第三表征单元用于利用所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征表征水流在岩石裂隙中流动的范围随时间的时空演化；

所述确定单元分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程。

作为一种可选的实施方式，所述微震监测子系统还包括传感器、井下数据采集分站、服务器、光缆和电缆；所述传感器与所述井下数据采集分站相连，所述井下数据采集分站通过所述光缆和电缆与所述服务器相连。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种导水通道的识别方法，其特征在于，包括：

采集区域地层的波形信号；

采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号；

根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，对分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征；

根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程；

所述采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号，具体包括：

根据所述波形信号的持续时间和频率，将所述波形信号分类成三类波形信号；所述三类波形信号包括岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号。

2.根据权利要求1所述的一种导水通道的识别方法，其特征在于，在所述采集区域地层的波形信号之前还包括：

构建微震监测子系统；

利用所述微震监测子系统采集所述区域地层的波形信号。

3.根据权利要求1所述的一种导水通道的识别方法，其特征在于，所述根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，对所述分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征，具体包括：

根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法对分类后的信号事件进行定位，获得定位结果；

根据所述定位结果生成所述分类后的信号事件的微震事件目录，所述微震事件目录包含所述分类后的信号事件的产生时间、空间信息、到时和传感器的空间位置信息；

采用双差成像算法对所述微震事件目录进行定位，获得分类后的信号事件的时空演化特征。

4.根据权利要求1所述的一种导水通道的识别方法，其特征在于，所述根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程，具体包括：

利用所述岩石破裂波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水无关的破裂的时空演化；

利用所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水有关的破裂的时空演化；

利用所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征表征水流在岩石裂隙中流动的范围的时空演化；

分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程。

5.根据权利要求4所述的一种导水通道的识别方法，其特征在于，所述分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程，具体包括：

根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系，基于工作面煤层底板标高、灰岩含水层标高钻孔单位涌水量和煤层周围导水断层的发育程度，确定当工作面开采活动引起的损伤区域深度达到灰岩含水层时，导水通道形成；

根据所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，确定有水流在贯通裂纹中流动，导水通道形成。

6.一种导水通道的识别系统，其特征在于，包括：

微震监测子系统采集区域地层的波形信号；

分类子系统采用时频分析的方法对所述波形信号进行分类，得到分类后的波形信号，具体包括：

根据所述波形信号的持续时间和频率，将所述波形信号分类成三类波形信号；所述三类波形信号包括岩石破裂波形信号、岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号以及水流在裂纹中流动波形信号；

定位子系统根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，对分类后的波形信号事件进行定位，获得所述分类后的波形信号事件的时空演化特征；

识别子系统根据所述时空演化特征识别导水通道空间位置和导水通道形成过程。

7.根据权利要求6所述的一种导水通道的识别系统，其特征在于，所述微震监测子系统还包括传感器、井下数据采集分站、服务器、光缆和电缆；所述传感器与所述井下数据采集分站相连，所述井下数据采集分站通过所述光缆和电缆与所述服务器相连。

8.根据权利要求6所述的一种导水通道的识别系统，其特征在于，所述定位子系统还包括初始定位单元和精细定位单元；

所述初始定位单元用于根据所述分类后的波形信号的到时和由钻孔测井数据获得的岩体的波速，采用网格搜索定位法对所述分类后的信号事件进行定位，获得定位结果；根据所述定位结果生成所述分类后的信号事件的微震事件目录，所述微震事件目录包含所述分类后的信号事件的产生时间、空间信息、到时和传感器的空间位置信息；

所述精细定位单元用于采用双差成像算法对所述微震事件目录进行定位，获得分类后的信号事件的时空演化特征。

9.根据权利要求6所述的一种导水通道的识别系统，其特征在于，所述识别子系统还包括第一表征单元、第二表征单元、第三表征单元和确定单元；

所述第一表征单元用于利用岩石破裂波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水无关的破裂的时空演化；

所述第二表征单元用于利用岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征表征采动诱发岩石的与水有关的破裂的时空演化；

所述第三表征单元用于利用水流在裂纹中流动波形信号的时空演化特征表征水流在岩石裂隙中流动的范围随时间的时空演化；

所述确定单元分别根据所述岩石破裂波形信号的时空演化特征的对应关系、所述岩石破裂和水进入裂纹中的波形信号的时空演化特征的对应关系和所述水流在裂纹中流动波形信号的时空演化的对应关系，结合区域地层的水文地质条件，确定导水通道空间位置和导水通道形成过程。

Images