地下矿山微震响应空间探测概率特征与数据补偿方法

作     者：王常彬 曹安业 SI Guangyao 王冰 杨旭 张宁 岳阳 WANG Changbin;CAO Anye;SI Guangyao;WANG Bing;YANG Xu;ZHANG Ning;YUE Yang

作者机构：中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 澳大利亚新南威尔士大学矿物与能源资源工程学院澳大利亚悉尼2035 陕西彬长小庄矿业有限公司陕西西安710065 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2025年第50卷第5期

页      面：2413-2422页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081901[工学-采矿工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：江苏省创新支撑计划国际科技合作/港澳台科技合作-重点国别产业技术研发合作资助项目(BZ2023050) 国家自然科学基金资助项目(52304105,52227901) 

主　　题：煤岩动力灾害 探测概率 微震监测 完整性震级 微震数据集完整性 

摘      要：深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发,但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足,极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此,将地震学中基于概率的完整性震级评价方法(PMC)应用于某井工煤矿,分析了各微震台站的震动波拾波能力,探究了台网对采场微震响应探测概率的空间分布特征,并提出了基于探测概率的微震活动补偿方法。结果表明:相比于地震学中经典的最小完整性震级评价,PMC具有不依赖古登堡-里克特关系、计算简单、评价精度高的特点,更适用于地下矿山台网布置受限、震源来源复杂、震动波高噪音、强衰减的微震监测环境。微震台站对震动波的拾波能力受其所在区域采动煤岩体环境影响,对不同距离、不同能级微震事件的拾波概率具有显著差异:震源与台站距离越短、震源能级越高,台站对震动波到时标定的概率则越大。微震台网对微震事件的探测能力与震源能级直接相关,探测概率受台站布置影响在采场空间呈现高度非均匀分布特征。针对微震台网探测数据不完整的问题,提出了基于探测概率的微震活动补偿方法,还原了超前工作面煤体微震能级与频次的空间分布特征,其高能释放区域所在超前巷道位置与动力显现频发区域基本吻合,验证了采场微震数据补偿结果的有效性。研究成果可为地下矿山高质量微震监测与高效灾害防治提供理论与数据基础。