ICS73.020 CCSD10 中华人民共和国能源行业标准 NB/T11529—2024 回采工作面随采地震探测技术 Seismic-while-miningdetectiontechnologyincoalmineworkingface 2024-05-24发布 2024-11-24实施 国家能源局发布 中国标准出版社出版目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… 1 范围………………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件…………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义………………………………………………………………………………………………… 4 资料收集…………………………………………………………………………………………………… 5 观测系统设计……………………………………………………………………………………………… 6 采集设备…………………………………………………………………………………………………… 7 设备安装及数据采集……………………………………………………………………………………… 8 数据处理…………………………………………………………………………………………………… 9 地质解释…………………………………………………………………………………………………… 10 提交成果………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 随采地震监测日(周)报表……………………………………………………………… 附录B(资料性) 回采工作面随采地震监测成果报告大纲……………………………………………… ⅠNB/T11529—2024前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国煤炭工业协会提出。 本文件由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本文件起草单位:中煤科工西安研究院(集团)有限公司、淮南矿业(集团)有限责任公司煤业分公 司、中国矿业大学(北京)、安徽理工大学。 本文件主要起草人:王保利、王云宏、覃思、程建远、金丹、崔伟雄、段建华、刘结高、宋孝忠、程久龙、 张平松、张哲。 ⅡNB/T11529—2024回采工作面随采地震探测技术 1 范围 本文件规定了煤矿井下回采工作面随采地震探测的资料收集、观测系统设计、采集设备、设备安装 及数据采集、数据处理、地质解释、提交成果。 本文件适用于煤矿井下回采工作面内的断层、陷落柱、破碎带和工作面内相对应力分布的随采地震 实时动态探测和监测。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T3836.1 爆炸性环境 第1部分:设备通用要求 GB/T3836.2 爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备 GB/T3836.4 爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备 GB51145 煤矿电气设备安装工程施工与验收规范 SY/T7372 微地震地面监测技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 随采地震探测 seismic-while-miningdetection 利用采煤机截割煤壁时产生的震动作为震源,在工作面两侧巷道布设接收测线,接收信号,通过采 集震动数据并处理实现对回采工作面内部地质构造异常、相对应力分布等的探测和监测。 3.2 有效波场 effectivewavefield 利用地震干涉技术从采煤机震源所激发出的震动信号中提取出的虚震源等效波场。 注:包括直达波场与散射波场,可为纵波、横波或者槽波。 3.3 最小面检距 minimummining-face-receiverdistance 测线与采煤机工作面的最短距离(见图1)。 3.4 单侧测点数 receivepointnumberinoneroadway 随采地震监测时,布设在回采工作面一侧巷道的测点数量。 4 资料收集 收集回采工作面及相关区域的地质、巷道揭露和钻探等资料。包括但不限于以下资料: 1NB/T11529—2024a) 巷道写实图; b) 回采工作面地质说明书; c) 回采工作面平、剖面图。 5 观测系统设计 5.1 观测系统布置 随采地震观测系统布置示意图见图1。主要参数包括道间距、有效探测范围、测线长度、单侧测点 数、最小面检距。根据实际情况,完成观测系统设计后,以回采工程平面图为底图,绘制随采地震监测的 工程布置方案图。 标引序号说明: 1———道间距; 2———有效探测范围; 3———测线长度; 4———单侧测点数; 5———最小面检距; 6———采煤机工作面; 7———回采工作面。 图1 随采地震观测系统布置示意图 5.2 道间距 道间距应满足空间采样定理,按式(1)计算。 Δd<v 2Fm…………………………(1) 式中: Δd———道间距,单位为米(m); v———有效波场速度,单位为米每秒(m/s); Fm———有效波场主频,单位为赫兹(Hz)。 有效波可为纵波、横波或者槽波,其速度可通过速度分析获得,其主频可通过频谱分析得到。通常 2NB/T11529—2024道间距不大于20m。 5.3 有效探测范围 有效探测范围与观测系统、采煤机震源激发信号的强弱及信号在煤层中传播的能力有关,通常有效 探测范围0m~200m。 5.4 测线长度 测线长度按式(2)计算。 L≥2×D …………………………(2) 式中: L———测线长度,单位为米(m); D———有效探测范围,单位为米(m)。 5.5 单侧测点数 单侧测点数按式(3)计算。 N≥L Δd…………………………(3) 式中: N———单侧测点数。 5.6 最小面检距 一般最小面检距应小于工作面宽度的三分之一,且大于日最大回采进尺。 6 采集设备 6.1 检波器 检波器应符合GB/T3836.1和GB/T3836.4的规定。此外,还应满足以下要求: a) 检波器的频率响应范围包含10Hz~500Hz; b) 检波器的信号线具有电磁干扰屏蔽功能。 6.2 采集站 采集站应符合GB/T3836.1和GB/T3836.4的规定。此外,还应满足以下要求: a) 采集站动态范围不低于120dB,道畸变不大于0.0005%,增益可调; b) 采集站之间时间同步误差小于最小采样间隔的1/4; c) 采样频率不小于1kHz; d) 具备参数配置、连续采集、实时传输的功能,每秒最大数据传输量应大于每秒数据采集量的 2倍。 6.3 隔爆电源 隔爆电源应符合GB/T3836.2的规定。 6.4 数据传输线缆 数据传输线缆可选择铜芯信号线、网线、光缆,均应符合GB/T3836.4的规定。此外,还应满足以 3NB/T11529—2024下要求: a) 铜芯信号线或网线带电磁屏蔽层; b) 铜芯信号线固有衰减≤1dB/km,网线符合6类及以上双绞线标准; c) 使用网线传输时距离不超过100m,使用铜芯信号线传输时距离不超过2km; d) 超过2km的长距离数据传输,应采用光缆作为传输介质。 7 设备安装及数据采集 7.1 设备安装 设备安装除符合GB51145的规定外,还满足以下要求。 a) 检波器安装在回采工作面两侧巷道,位置靠回采工作面一侧侧帮。 b) 检波器安装位置尽量靠近巷道侧帮中部。 c) 在条件允许下,采集站、信号传输线缆、检波器应避开动力电缆、大功率用电设备等强电磁干 扰源。 d) 检波器可打孔安装,孔深需穿过松动层,孔内安装应耦合良好,孔口用隔音材料封堵。也可安 装在煤壁锚杆上,安装应稳固。 e) 若使用单分量检波器,所有检波器的敏感轴安装方向保持一致,或平行巷道、或垂直侧帮、或竖 直向上。 f) 若使用三分量检波器,所有检波器三轴安装方向保持一致,一轴平行巷道、一轴垂直侧帮、一轴 竖直向上。 g) 单分量检波器与三分量检波器的参数均应满足6.1的要求。 7.2 采集质量控制 数据采集质量应满足下列要求。 a) 各采集站之间时间同步误差满足6.2b)的要求。 b) 各道信号无反极性。 c) 对信号质量低的道,检查检波器安装质量。对安装松动的道重新紧固耦合,对电磁屏蔽未到位 的道,重新连接屏蔽线,或更换安装位置,或更换检波器。 7.3 测线滚动 当最小面检距接近日最大回采进尺时,需及时将检波器挪移到测线尾部,避免检波器损毁,并确保 总测线长度及单侧测点数满足要求。 8 数据处理 8.1 分段处理 将连续信号按时间分段处理,分段时间长度应满足式(4)。 ΔT≤v 2Fm*vc…………………………(4) 式中: ΔT———分段时间长度,单位为秒(s); vc———采煤机平均移动速度,单位为米每秒(m/s); 4NB/T11529—2024v———有效波场速度,单位为米每秒(m/s); Fm———有效波场主频,单位为赫兹(Hz)。 8.2 数据筛选 8.2.1 舍弃停采时段数据 分别选取采煤机工作时段和非工作时段数据,计算相应时段的平均能量,取二者的均值确定阈 值,可按式(5)计算。 ε=1 2×∑M i=1x2 i M+∑K j=1y2 j Kæ èççö ø÷÷…………………………(5) 式中: ε———