一种强矿震余震预测方法、存储介质、设备

    专利查询2025-12-27  15


    本发明涉及矿震监测,尤其涉及一种强矿震余震预测方法、存储介质、设备。


    背景技术:

    1、在客观开采需求驱动下,产煤区开采深度不断增加,开采强度不断增大,平均开采深度已达600米,部分矿井已进入“千米时代”。大深度煤矿开采不仅面临的地质开采环境愈加复杂,而且由于开采所引发的动力灾害安全风险也愈加严重。

    2、以矿震等为代表的深部岩体动力事件,其以突发性、持续影响性等特征,严重威胁着人民的生命财产安全,制约着矿山安全高效生产。地震序列是地震活动的主要表现形式之一,相关分析具有重要的参考价值,其将有效展现相关区域构造、地震类型、区构造应力状态等信息,序列统计同样可以表征余震衰减特征和余震激发能力以此评估后续余震危险性。然而,当前缺少一种较为有效的强矿震余震序列预测方法以实现强矿震余震风险的评估与防控。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于:为了解决深部煤矿开采诱发强矿震余震安全风险的评估问题,提出一种强矿震余震预测方法,包括以下步骤:

    2、s1、获取矿震目录,确定矿震目录中矿震序列的最小完整震级;

    3、s2、构建传染型余震序列模型,通过矿震序列和最小完整震级得到模型参数;

    4、s3、用新发生的矿震更新矿震目录和模型参数,将模型参数进行整合,得到下一时刻强矿震余震活动概率。

    5、进一步地,矿震目录包括:矿震事件发生日期、发生时间、震源经纬度坐标、事件能量、事件震级、采掘噪声、井下爆破、地表水力压裂、地面爆破。

    6、进一步地,采用自然边界法区分矿震序列和背景地震的时-空分布界限,去除矿震目录中人工爆破不相关事件。

    7、进一步地,采用震级-序列号法,按照矿震序列发生的先后顺序进行序号命名,根据不同震级事件的数量密度分布,以最大数量密度震级为最小完整震级mc;

    8、进一步地,矿震序列中矿震发生率表示为:

    9、

    10、其中,f(t)为t时刻对应的矿震发生率;t为主震发生后的时刻;μ为背景地震发生率;p表示余震序列衰减率;c为主震后余震频次达到峰值时所对应的时间;k为描述余震活跃程度的常数。

    11、进一步地,主震发生后的一个观测时间段[0,t]内的矿震序列{(ti,mi);i=1,2,···,n}强度函数表示为:

    12、

    13、其中,λ(t)表示矿震序列{(ti,mi);i=1,2,···,n}的强度函数,m0为序列主震震级,ti为矿震序列{(ti,mi);i=1,2,···,n}中第i次地震发生时间,mi表示矿震序列{(ti,mi);i=1,2,···,n}中第i次地震的震级,n表示矿震序列{(ti,mi);i=1,2,···,n}中的矿震数量,p为余震衰减率,α表征序列中不同震级地震产生高阶余震的能力,c为正常数,μ为背景地震发生率,取μ=0,mc表示最小完整震级,k0表示余震活跃常数;

    14、震级mc以上的余震数量表示为:

    15、

    16、其中,n(mc)表示[0,t]时间间隔内震级mc以上的余震数量;

    17、令lgn(mc)=a-bmc

    18、a=a0+bm0

    19、其中,a表示与统计区地震活动水平及观测时段有关的参数,a0是理论上独立于m0的常数,b是一个系数;

    20、简化传染型余震序列模型为:

    21、

    22、矿震序列传染型余震序列模型包含a、b、p、α、c共5个待定参数,其中b由幂律g-r关系经最小二乘拟合直接求得,其余参数由极大似然法进行参数估计。

    23、本发明还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的强矿震余震预测方法。

    24、本发明还提出一种电子设备,包括处理器和存储器,所述处理器与所述存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括计算机可读指令,所述处理器被配置用于调用所述计算机可读指令,执行上述的强矿震余震预测方法。

    25、本发明提供的技术方案带来的有益效果是:

    26、本发明提出一种基于传染型余震序列模型的强矿震余震预测方法。该方法是基于深部煤矿开采过程中强采矿诱发地震目录,通过震级-序列号法选取最小完整性震级(截止震级),基于传染型余震序列模型(etas)计算相关空间范围内下一时间区间的余震发震概率以此实现强矿震余震事件预测需求。实现强矿震余震风险的评估与防控。



    技术特征:

    1.一种强矿震余震预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种强矿震余震预测方法,其特征在于,矿震目录包括:矿震事件发生日期、发生时间、震源经纬度坐标、事件能量、事件震级、采掘噪声、井下爆破、地表水力压裂、地面爆破。

    3.根据权利要求1所述的一种强矿震余震预测方法,其特征在于,采用自然边界法区分矿震序列和背景地震的时-空分布界限,去除矿震目录中人工爆破不相关事件。

    4.根据权利要求1所述的一种强矿震余震预测方法,其特征在于,采用震级-序列号法,按照矿震序列发生的先后顺序进行序号命名,根据不同震级事件的数量密度分布,以最大数量密度震级为最小完整震级。

    5.根据权利要求1所述的一种强矿震余震预测方法,其特征在于,矿震序列中矿震发生率表示为:

    6.根据权利要求5所述的一种强矿震余震预测方法,其特征在于,主震发生后的一个观测时间段[0,t]内的矿震序列{(ti,mi);i=1,2,···,n}强度函数表示为:

    7.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,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1-6任一项所述的方法。

    8.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述处理器与所述存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括计算机可读指令,所述处理器被配置用于调用所述计算机可读指令,执行如权利要求1-6任一项所述的方法。


    技术总结
    本发明公开一种强矿震余震预测方法、存储介质、设备,涉及矿震监测技术领域,方法包括:获取矿震目录,确定矿震目录中矿震序列的最小完整震级;构建传染型余震序列模型,通过矿震序列和最小完整震级得到模型参数;用新发生的矿震更新矿震目录和模型参数,将模型参数进行整合,得到下一时刻强矿震余震活动概率。本发明可以实现强矿震余震风险的评估与防控。

    技术研发人员:闫重玮,焦玉勇,邹俊鹏,郑飞,张修峰,王超,王明轩
    受保护的技术使用者:中国地质大学(武汉)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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