CN114370266A - 煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114370266A CN114370266A CN202111466684.0A CN202111466684A CN114370266A CN 114370266 A CN114370266 A CN 114370266A CN 202111466684 A CN202111466684 A CN 202111466684A CN 114370266 A CN114370266 A CN 114370266A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grouting
- coal seam
- seam floor
- microseismic
- floor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 200
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 68
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 19
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 17
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 15
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 13
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 238000002247 constant time method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009658 destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/005—Monitoring or checking of cementation quality or level
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/44—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
- G01V1/48—Processing data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/44—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
- G01V1/48—Processing data
- G01V1/50—Analysing data
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
本发明提供一种煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质，煤层底板注浆效果地面检测方法包括：通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；对所述微地震数据进行预处理；基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果，实现在地面动态监测煤层底板注浆过程，评估煤层底板注浆效果，从而有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程，为煤炭的安全生产提供服务。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
当前，煤层底板注浆是煤矿水害防治的重要手段。这种方法利用煤矿井下定向水平钻进技术，在采区地面施工定向近水平顺层分支钻孔群，近水平孔按照纵向或横向不大于60m间距布置，并通过注浆工程改造深部灰岩及其附近含水层存在的垂向导水构造，使其成为隔水层并阻断奥灰及以下含水层水进入矿井。但注浆过程中浆液的扩散范围、浆液扩散的通道以及能否阻断下部水源等关键信息无法直接检测，给治理效果的评估评价带来了困难。
相关的注浆效果检测手段主要有分析法、检查孔法、声波测试、TSP法、无线电透视、瞬变电磁、高密度电法、地质雷达以及空间地震波CT法等。这些方法有的需要进行破坏性试验，如检查孔法。有的需要有钻孔，如声波测试、空间地震波CT法。有的需要在井下工作面进行，如：无线电音频透视、TSP法、井下瞬变电磁。有的探测深度不够如：地质雷达、高密度电法。因此这些方法均不适合灰岩水害区域治理中的煤层底板注浆效果的检测。
发明内容
本发明提供一种煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中无法有效对煤层底板注浆效果进行检测的缺陷，本发明实现了在地面动态监测注浆过程，评估注浆效果，有效地指导煤矿区域治理煤层底板注浆工程，为煤炭的安全生产提供服务。
本发明提供一种煤层底板注浆效果地面检测方法，包括：
通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
对所述微地震数据进行预处理；
基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
根据本发明提供的一种煤层底板注浆效果地面检测方法，所述对所述微地震数据进行预处理包括：
对所述微地震数据进行时间分割、格式转换，然后进行噪声衰减。
根据本发明提供的一种煤层底板注浆效果地面检测方法，基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围包括：
基于预处理后的所述微地震数据检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，并确定所述微震事件发生的时间；
对所述微震事件的空间进行定位；
基于所述微震事件的时间和空间确定注浆诱发的煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围。
根据本发明提供的一种煤层底板注浆效果地面检测方法，基于预处理后的所述微地震数据确定注浆浆液在煤层底板的扩散范围包括：
基于所述预处理后的所述微地震数据，通过地面台阵组合，提取面波相速度频散曲线；
基于所述面波相速度频散曲线反演地下介质3D速度结构；
基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程，并基于所述扩散过程确定注浆浆液在煤层底板的最终扩散范围。
本发明还提供的一种煤层底板注浆效果地面检测装置，包括：
数据采集模块，用于通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
预处理模块，用于对所述微地震数据进行预处理；
范围确定模块，用于基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
效果确定模块，用于基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
根据本发明提供的一种煤层底板注浆效果地面检测装置，所述预处理模块，具体用于：
对所述微地震数据进行时间分割、格式转换，然后进行噪声衰减。
根据本发明提供的一种煤层底板注浆效果地面检测装置，所述范围确定模块还用于：
基于预处理后的所述微地震数据检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，并确定所述微震事件发生的时间；
对所述微震事件的空间进行定位；
基于所述微震事件的时间和空间确定注浆诱发的煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围。
根据本发明提供的一种煤层底板注浆效果地面检测装置，所述范围确定模块还用于：
基于所述预处理后的所述微地震数据，通过地面台阵组合，提取面波相速度频散曲线；
基于所述面波相速度频散曲线反演地下介质3D速度结构；
基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程，并基于所述扩散过程确定注浆浆液在煤层底板的最终扩散范围。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述煤层底板注浆效果地面检测方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述煤层底板注浆效果地面检测方法的步骤。
本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述煤层底板注浆效果地面检测方法的步骤。
本发明提供的煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质，通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据，基于预处理后的所述微地震数据，一方面刻画注浆诱发煤层底板裂缝发育的空间展布，另一方面动态刻画浆液扩散的范围，结合两方面的数据，不仅能动态监测煤层底板注浆过程，而且可以检测煤层底板注浆最终效果，实现在地面直观地、动态、综合分析注浆效果，有效地指导煤矿区域治理煤层底板注浆工程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的煤层底板注浆效果地面检测方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发煤层底板裂缝的空间展布范围的流程示意图；
图3是本发明提供的基于预处理后的所述微地震数据确定注浆浆液在煤层底板中的扩散范围的流程示意图；
图4是发明提供的台阵组合的示意图；
图5是本发明提供的煤层底板注浆效果地面检测方法的流程示意图之二；
图6是本发明提供的煤层底板注浆效果地面检测装置的结构示意图；
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合图1-图3描述本发明的煤层底板注浆地面检测方法。
本发明实施例提供一种煤层底板注浆效果地面检测方法，如图1所示，包括步骤100、步骤101、步骤102和步骤103。
步骤100、通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据。
其中，目标范围的大小与煤层的深度相关，煤层深度越深，目标范围越大，目标范围可以取圆形区域，也可以为方形，根据实施区域的实际情况确定。例如，煤层深度为500米，布设范围要覆盖注浆区域上方地面500米为半径的圆形区域。
其中，微地震数据是通过在地面布设的地震传感器采集到的，地震传感器采集地层中能量级别较低的微地震信号。
例如，通过在地面布设高密度节点式智能地震传感器，采集微地震数据。其中，高密度是指地震传感器的布设密集程度高；节点式是指单个地震传感器，可接收和存储微地震信息；智能是指地震传感器可自动接收和存储微地震数据。
可选地，微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据。
可以理解的是，地震传感器采集的是注浆前、注浆过程中及注浆后的微地震数据。
可以采集注浆前1-2天的微地震数据，例如2天；可以采集注浆后5-10天的微地震数据，例如7天。需要说明的是，采集的微地震数据是连续多天的，处理分析时，把数据按时间分段切割，不同时间段的数据分别进行处理分析。
可以理解地，由于注浆效果检测需要基于注浆前后的地层参数变化确定，因此需要采集注浆前后的微地震数据以及注浆过程中的微地震数据。
步骤101、对所述微地震数据进行预处理。
可选地，对所述微地震数据进行预处理的过程包括：
对所述微地震数据进行时间分割、格式转换，然后进行噪声衰减。
步骤102、基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围。
可选地，基于预处理后的微地震数据，可以确定两方面的数据。一方面通过检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，确定微震事件发生的时间，定位微震事件的震源空间位置，通过微震事件的时间和空间确定煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定煤层底板裂缝的空间展布范围，其中，裂缝也叫裂隙；另一方面基于微地震数据反演不同时间的地下介质3D速度模型，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程及扩散范围。
步骤103、基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
可选地，第一方面，基于注浆诱发裂缝的空间展布范围和注浆浆液的扩散范围不仅能检测煤矿底板注浆效果，评估注浆后的煤层底板能否有效阻断下部水源，第二方面，可以动态监测煤层底板注浆过程，有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程，为煤炭安全生产提供服务。
本发明实施例，基于预处理后的所述微地震数据，一方面刻画煤层底板裂缝发育的空间展布，另一方面动态刻画浆液在煤层底板中扩散的范围，结合两方面的数据，不仅能检测煤层底板注浆效果，而且可以动态监测注浆过程，可以更直观地、动态、综合分析评估注浆效果，有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程。
可选地，如图2所示，步骤102中基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发裂缝的空间展布范围，包括步骤200、步骤201和步骤202。
步骤200、基于预处理后的所述微地震数据检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，并确定所述微震事件发生的时间。
可选地，从预处理后的微地震数据中检测由于注浆诱发煤层底板岩石破裂引起的微震事件。基于微震事件所在数据的采集时间，可以推断微震事件的发生时间。
步骤201、对所述微震事件的空间进行定位。
可选地，通过对这些微震事件的震源进行定位，可以确定微震事件的空间位置，最终实现对微震事件的时间和空间进行定位。
步骤202、基于所述微震事件的时间和空间确定注浆诱发的煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围。
可选地，随着注浆诱发微震事件在时间和空间上的陆续产生，从而确定注浆诱发煤层底板裂隙的发育过程，根据裂缝发育的最终结果，确定煤层底板裂缝的空间展布范围，包括裂缝的长度、宽度和高度，以及倾向、倾角等。
本发明实施例，通过在注浆区域上方地面目标范围内布设地震传感器采集微地震数据，基于预处理后的微地震数据检测注浆诱发的微震事件，确定微震事件发生的时间，并对微震事件的震源进行定位，确定微震事件的空间位置，根据微震事件发生的时间及空间位置，刻画注浆诱发煤层底板裂缝的发育过程，确定煤层底板裂缝的空间展布范围。另一方面，基于预处理后的微地震数据，反演地下介质的3D速度模型，根据不同时间3D速度模型的变化，刻画注浆浆液在煤层底板中的扩散过程，确定浆液在煤层底板中的扩散范围。结合煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板扩散的范围两方面的数据，不仅可以动态监测煤层底板注浆过程，而且可以检测评估注浆效果，可以在地面直观地、动态、综合分析注浆结果，有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程。
可选地，如图3所示，步骤102中基于预处理后的所述微地震数据确定注浆浆液在煤层底板中的扩散范围，包括步骤300、步骤301和步骤302。
步骤300、基于所述预处理后的所述微地震数据，通过地面台阵组合，提取面波相速度频散曲线。
台阵组合是指把单个台站按照一定的原则组合在一起，反演地下介质的速度。比如以某个地震采集台站为中心，以一定的距离(比如150米)为半径的圆形区域内所有的台站，组成一个台阵。如图4所示，图中的倒三角形表示台站，圆圈里的所有倒三角台站组成一个台阵。
可选地，从预处理后的微地震数据中，通过地面特定区域内的台阵组合，利用扩展的空间自相关法计算互功率谱密度，并基于计算得到的互功率谱密度提取面波相速度频散曲线。
空间自相关法是指通过从台阵微地震(微动)信号中提取瑞雷波相速度频散曲线，反演得到地下横波速度结构。它通过分别计算中心测点与圆周上各点之间的空间自相关函数，经过方位平均，求得空间自相关系数，由空间自相关系数拟合第一类零阶Bessel函数，进而求出频率不同的瑞雷波相速度,获得相速度频散曲线，最后反演频散曲线，获得地层速度结构。
空间自相关法需要在圆形台阵上布置多个台站来采集数据，受地理条件限制。扩展的空间自相关法，不只局限于圆形台阵，而且可以同时采集多个台阵数据，提取不同台站间距组合的空间自相关系数，联合处理。扩展的空间自相关法除了应用于圆形台阵和等边三角形台阵以外，也可以布设L型、十字型、直线型、多边形台阵，甚至可以布设不规则形状的台阵。
步骤301、基于所述面波相速度频散曲线反演地下介质3D速度结构。
可选地，基于面波相速度频散曲线可以反演地下介质的速度，构建3D速度模型。在3D速度模型中可以通过三维可视化查看不同深度或不同区域的速度。
步骤302、基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程，并基于所述扩散过程确定注浆浆液在煤层底板的最终扩散范围。
可选地，基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质速度的变化包括：分析相同时刻不同位置的速度结构，以及相同位置不同时刻的速度结构。
通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，刻画浆液在煤层底板的扩散过程，确定浆液在煤层底板的扩散范围。
本发明实施例，通过在地面布设地震传感器采集微地震数据，基于预处理后的微地震数据反演地下介质3D速度结构，通过分析不同时间的3D速度，刻画浆液在煤层底板的扩散过程，确定浆液在煤层底板的扩散范围，结合注浆诱发煤层底板裂缝的空间展布范围，不仅可以动态监测煤层底板注浆过程，而且可以检测评估注浆效果，在地面就可以直观地综合分析注浆过程，评估注浆效果，有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程。
如图5所示，煤层底板注浆效果地面检测方法包括以下步骤：
步骤500、采集煤层底板注浆前、注浆中及注浆后的微地震数据，并选取目标时间段的微地震数据进行分析。
可以理解的是，由于注浆诱发裂缝发育过程需要基于各个时间段的数据确定，因此需要对采集到的所有微地震数据按照时间进行处理，为了计算方便，处理分析时，对采集的数据按时间进行数据切割，再对切割后的各个时段的数据进行逐个分析。
步骤501、基于微地震数据进行注浆诱发微震事件智能检测，确定微震事件发生的时间，对微震事件的震源精准定位，通过对注浆引起的煤层底板岩石破裂诱发的多个微震事件发生的时间及震源位置的空间描述，刻画注浆诱发煤层底板裂缝的发育过程，并基于裂缝发育过程最终确定煤层底板裂缝的空间展布范围。
步骤502、基于给定范围的台阵组合，提取频散曲线，基于所述频散曲线反演地下介质的3D速度模型，并基于不同时段地下介质的3D速度变化，刻画注浆浆液在煤层底板中的扩散过程，并最终确定浆液在煤层底板的扩散范围。
可以理解的是，步骤501与步骤502之间不存在先后关系，可以先执行步骤501，再执行步骤502，或者步骤501和步骤502同时执行。
步骤503、动态检测注浆过程，综合分析评估注浆效果。
第一方面，基于注浆诱发煤层底板裂缝的空间展布范围和注浆浆液在煤层底板的扩散范围，不仅能检测煤矿底板注浆效果，评估注浆后的煤层底板能否有效阻断下部水源，第二方面，可以动态监测底板注浆过程，有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程，为煤炭安全生产提供技术服务。
本发明实施例，通过在注浆区域上方地面目标范围内布设地震传感器采集微地震数据，基于预处理后的所述微地震数据，一方面刻画注浆诱发煤层底板裂缝发育的空间展布，另一方面动态刻画注浆浆液在煤层底板扩散的范围，结合两方面的数据，不仅可以动态监测底板注浆过程，而且能最终分析评估检测煤矿底板注浆效果，有效地指导煤矿区域治理煤层底板注浆工程，为煤矿安全生产提供服务。
下面对本发明提供的煤层底板注浆效果地面检测装置进行描述，下文描述的煤层底板注浆效果地面检测装置与上文描述的煤层底板注浆效果地面检测方法可相互对应参照。
如图6所示，煤层底板注浆效果地面检测装置包括：数据采集模块610、预处理模块620、范围确定模块630和效果确定模块640。
数据采集模块610，用于通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
预处理模块620，用于对所述微地震数据进行预处理；
范围确定模块630，用于基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
效果确定模块640，用于基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
本发明实施例，通过在注浆区域上方地面目标范围内布设地震传感器采集微地震数据，基于预处理后的所述微地震数据，一方面刻画注浆诱发煤层底板裂缝发育的空间展布，另一方面动态刻画注浆浆液在煤层底板中扩散的范围，结合两方面的数据，不仅可以动态监测煤层底板注浆过程，而且能最终分析评估检测注浆效果，有效地指导煤矿区域治理底板注浆工程，为煤矿安全生产提供服务。
可选地，所述预处理模块610，具体用于：
对所述微地震数据进行时间分割、格式转换，然后进行噪声衰减。
可选地，所述范围确定模块630还用于：
基于预处理后的所述微地震数据检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，并确定所述微震事件发生的时间；
对所述微震事件的空间进行定位；
基于所述微震事件的时间和空间确定注浆诱发的煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围。
可选地，所述范围确定模块630还用于：
基于所述预处理后的所述微地震数据，通过地面台阵组合，提取面波相速度频散曲线；
基于所述面波相速度频散曲线反演地下介质3D速度结构；
基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程，并基于所述扩散过程确定注浆浆液在煤层底板的最终扩散范围。
本发明提供的煤层底板注浆效果地面检测装置能够实现图1至图5的方法实施例实现的各个过程，并达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行注浆检测方法，该方法包括：
通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
对所述微地震数据进行预处理；
基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的煤层底板注浆地面检测方法，该方法包括：
通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
对所述微地震数据进行预处理；
基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的煤层底板注浆地面检测方法，该方法包括：
通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
对所述微地震数据进行预处理；
基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种煤层底板注浆效果地面检测方法，其特征在于，包括：
通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
对所述微地震数据进行预处理；
基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
2.根据权利要求1所述的煤层底板注浆效果地面检测方法，其特征在于，所述对所述微地震数据进行预处理包括：
对所述微地震数据进行时间分割、格式转换，然后进行噪声衰减。
3.根据权利要求1所述的煤矿底板注浆效果地面检测方法，其特征在于，基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围包括：
基于预处理后的所述微地震数据检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，并确定所述微震事件发生的时间；
对所述微震事件的空间进行定位；
基于所述微震事件的时间和空间确定注浆诱发的煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围。
4.根据权利要求1所述的煤层底板注浆效果地面检测方法，其特征在于，基于预处理后的所述微地震数据确定注浆浆液在煤层底板的扩散范围包括：
基于所述预处理后的所述微地震数据，通过地面台阵组合，提取面波相速度频散曲线；
基于所述面波相速度频散曲线反演地下介质3D速度结构；
基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程，并基于所述扩散过程确定注浆浆液在煤层底板的最终扩散范围。
5.一种煤层底板注浆效果地面检测装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于通过在注浆区域上方地面目标范围内布设的地震传感器，采集微地震数据；其中，所述微地震数据包括注浆前的微地震数据、注浆过程中的微地震数据和注浆后的微地震数据；
预处理模块，用于对所述微地震数据进行预处理；
范围确定模块，用于基于预处理后的所述微地震数据确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围和浆液在煤层底板的扩散范围；
效果确定模块，用于基于所述煤层底板裂缝的空间展布范围和所述浆液在煤层底板的扩散范围综合评价煤层底板注浆效果。
6.根据权利要求5所述的煤层底板注浆效果地面检测装置，其特征在于，所述预处理模块，具体用于：
对所述微地震数据进行时间分割、格式转换，然后进行噪声衰减。
7.根据权利要求5所述的煤层底板注浆效果地面检测装置，其特征在于，所述范围确定模块还用于：
基于预处理后的所述微地震数据检测注浆诱发煤层底板裂缝产生的微震事件，并确定所述微震事件发生的时间；
对所述微震事件的空间进行定位；
基于所述微震事件的时间和空间确定注浆诱发的煤层底板裂缝的发育过程，并基于所述裂缝发育过程确定注浆诱发的煤层底板裂缝的空间展布范围。
8.根据权利要求5所述的煤层底板注浆效果地面检测装置，其特征在于，所述范围确定模块还用于：
基于所述预处理后的所述微地震数据，通过地面台阵组合，提取面波相速度频散曲线；
基于所述面波相速度频散曲线反演地下介质3D速度结构；
基于地下介质3D速度结构，通过分析不同时段地下介质3D速度的变化，确定注浆浆液在煤层底板的扩散过程，并基于所述扩散过程确定注浆浆液在煤层底板的最终扩散范围。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4中任一项所述的煤层底板注浆效果地面检测方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的煤层底板注浆效果地面检测方法的步骤。
11.本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的煤层底板注浆效果地面检测方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111466684.0A CN114370266B (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111466684.0A CN114370266B (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114370266A true CN114370266A (zh) | 2022-04-19 |
| CN114370266B CN114370266B (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=81140497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111466684.0A Active CN114370266B (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114370266B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115407396A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-29 | 北方工业大学 | 煤矿地面微震监测台站布置优化方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005282785A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | 配管導設路に敷設した配管の固定構造 |
| GB201400537D0 (en) * | 2014-01-14 | 2014-03-05 | Optasense Holdings Ltd | Determining sensitivity profiles for DAS sensors |
| JP2014216000A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 猛 入澤 | 次世代防災・減災システム |
| CN105629309A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 河北煤炭科学研究院 | 钻孔注浆浆液空间扩散范围及路径描述方法 |
| CN108194142A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 河北煤炭科学研究院 | 隐性裂隙带探测方法 |
| US20190257966A1 (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-22 | Pgs Geophysical As | Processes and systems that attenuate source signatures and free-surface effects in recorded seismic data |
| CN111119996A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 西安科技大学 | 一种煤炭开采突水溃沙防治方法 |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111466684.0A patent/CN114370266B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005282785A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | 配管導設路に敷設した配管の固定構造 |
| JP2014216000A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 猛 入澤 | 次世代防災・減災システム |
| GB201400537D0 (en) * | 2014-01-14 | 2014-03-05 | Optasense Holdings Ltd | Determining sensitivity profiles for DAS sensors |
| CN105629309A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 河北煤炭科学研究院 | 钻孔注浆浆液空间扩散范围及路径描述方法 |
| CN108194142A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 河北煤炭科学研究院 | 隐性裂隙带探测方法 |
| US20190257966A1 (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-22 | Pgs Geophysical As | Processes and systems that attenuate source signatures and free-surface effects in recorded seismic data |
| CN111119996A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 西安科技大学 | 一种煤炭开采突水溃沙防治方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115407396A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-29 | 北方工业大学 | 煤矿地面微震监测台站布置优化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114370266B (zh) | 2023-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cai et al. | Assessment of excavation damaged zone using a micromechanics model | |
| CN106501848B (zh) | 一种隧道掘进过程中隐性断层超前物探方法 | |
| CN102089497B (zh) | 使用被动地震发射监视生产油田中沿着流动通路移动的储层流体 | |
| CN104216023A (zh) | 矿井掘进巷道高密度三维直流勘探方法 | |
| Hanson et al. | Advanced techniques in site characterization and mining hazard detection for the underground coal industry | |
| Huang et al. | Source identification of microseismic events in underground mines with interferometric imaging and cross wavelet transform | |
| Yao et al. | Fracture distribution in overburden strata induced by underground mining | |
| Qian et al. | Evaluation of hydraulic fracturing in coal seam using ground microseismic monitoring and source location | |
| CN110376643B (zh) | 一种用于旋喷桩径检测的微震效应数据处理方法 | |
| CN114370266B (zh) | 煤层底板注浆效果地面检测方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN105137487A (zh) | 基于人工放水干扰场的地下水流场描述方法 | |
| CN112505746A (zh) | 一种基于隧道钻爆施工的探测系统及其对应方法 | |
| CN104459799A (zh) | 一种震源激发井深设计方法及系统 | |
| CN117233861A (zh) | 一种隧道三维地质可视化综合预报方法 | |
| CN115047540A (zh) | 一种煤矿地质构造复杂区勘探方法、装置及设备 | |
| CN112799129A (zh) | 一种导水通道的识别方法及系统 | |
| CN114675333A (zh) | 回采工作面异常区探查方法 | |
| RU2509890C1 (ru) | Способ контроля и определения координат опасного состояния массива горных пород при подземных горных работах | |
| JP4069177B2 (ja) | 断層破砕帯判定方法及び判定支援装置 | |
| CN114019577A (zh) | 掘进工作面前方富水性超前探查方法、计算机设备、介质 | |
| Zhou et al. | Automatic Approach for Fast Processing and Data Analysis of Seismic Ahead‐Prospecting Method: A Case Study in Yunnan, China | |
| CN118112678B (zh) | 煤矿开采全程地质勘探方法及系统 | |
| CN115390142B (zh) | 一种孔巷震电结合的断层构造超前探测方法 | |
| CN114704329B (zh) | 深部巷道掘进矿山地震波监测及超前应力快速探测的方法 | |
| Liu et al. | The study of seismic inversion in paleokarst reservoir |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |