基于微震数据及模型的煤矿水害“双驱动”预警体系构建与应用

现阶段，我国越来越多的矿井进入深部开采和下组煤开采期，煤层开采受岩溶水害威胁严重，矿井深部突水隐患探查不清，采掘过程中缺乏科学有效的突水监测预警手段，是造成矿井突水灾害的主要原因。为夯实水害预警监测基础，提出“双驱动”煤矿水害微震预警架构，利用数据驱动与模型驱动，实时动态监测工作面底板突水风险等级及范围，对突水风险趋势智能预测预报。在数据驱动的框架下，以微震事件时空演变规律为切入点，通过对微震事件震源机制反演与属性分析，为导水通道形成判断提供依据，结合水文动态数据变化，建立相应突水判据，对突水风险进行评价。在模型驱动的框架下，构建含分类预测、聚类分析等多种算法的深度学习模型，将典型微震事件群作为模型输入，定量动态预测未来微震事件发生的空间范围与聚集度，继而确定突水风险等级与危险区域。基于微震数据及模型的煤矿水害“双驱动”预警技术，开发了相应的区域性煤矿水害三维智能预警平台，实现了水害风险特征的动态智能预警预测和危险区域的三维可视化显示。实践证明，采用确定性数据研判与智能模型预测的“双驱动”微震预警体系，对突水风险等级和范围的预测效果显著，实现了对底板水害高风险区域的精确预警与防控。