本發(fā)明涉及煤層瓦斯突出預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體講是一種利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)煤層瓦斯突出的方法。

背景技術(shù)：

瓦斯突出是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，它的發(fā)生是由于開(kāi)采活動(dòng)造成的。在開(kāi)采活動(dòng)之初，煤層孔隙壓力和圍巖應(yīng)力一般處于平衡狀態(tài)，瓦斯吸附于煤顆粒的表面，呈穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)?shù)V山的施工開(kāi)采活動(dòng)接近煤層時(shí)，煤層的壓力擾動(dòng)致使這種平衡被打破，吸附于煤表面的瓦斯開(kāi)始解吸，體積迅速膨脹，使煤層和圍巖開(kāi)始破裂，裂隙增加，引起應(yīng)力進(jìn)一步降低。應(yīng)力的繼續(xù)下降，造成瓦斯進(jìn)一步解析，如此循環(huán)，并逐步加快，最終造成煤和瓦斯快速涌入工作面或巷道等施工場(chǎng)所，形成瓦斯突出。

瓦斯突出是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中最嚴(yán)重而且最難預(yù)測(cè)的災(zāi)害。它的發(fā)生主要與煤層本身的物理特征、煤層中瓦斯含量以及煤層應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，而這些因素都能從煤層中地震波傳播速度中得到反映。影響地震波傳播速度的煤層特征主要包括其組成成分、變質(zhì)程度和結(jié)構(gòu)裂隙等。當(dāng)煤層變質(zhì)程度高，含鏡質(zhì)成分比例大時(shí)，地震波傳播速度高；當(dāng)煤層受破壞，裂隙增加時(shí)，傳播速度就會(huì)降低。煤層中地震波傳播速度與瓦斯含量則具反相關(guān)關(guān)系，即當(dāng)瓦斯含量增加時(shí)，傳播速度下降；傳播速度與煤層所受應(yīng)力成正比，當(dāng)煤層所受應(yīng)力增加時(shí)，煤層孔隙降低，密度增加，傳播速度加快。目前的很多研究和觀察都集中在建立地震波傳播速度與這些瓦斯突出因素的量化關(guān)系上。

但是多年來(lái)的研究并沒(méi)有產(chǎn)生一種有效的利用地震波傳播速度進(jìn)行瓦斯突出的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法。其主要原因與復(fù)雜多樣的煤層的組成和賦存條件有關(guān)，就煤層成分而言，同樣成分和變質(zhì)程度的煤層就已經(jīng)很難在世界的另一地方存在，再加上煤層的賦存條件這個(gè)因素，更增加了煤層的唯一性特征。這個(gè)特征不但大大增加了尋找可靠的地震波傳播速度與瓦斯突出量化關(guān)系的難度，同時(shí)也降低了尋找這種關(guān)系的意義。即使針對(duì)某個(gè)特定煤層組成和賦存條件，建立了地震波傳播速度和我說(shuō)突出的量化關(guān)系，鑒于多樣性的特征，也很難應(yīng)用于其他煤層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，其避開(kāi)了煤層特征和賦存特征唯一性，以及瓦斯突出的突然性的難題，通用性強(qiáng)，可靠性高，預(yù)測(cè)精度更為準(zhǔn)確。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，依次包括如下步驟：

1)將監(jiān)測(cè)的目標(biāo)煤層在三維空間規(guī)則劃分出若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)的間距為5～50m；

2)在巷道接近目標(biāo)煤層的安全距離之前，提前5～9天對(duì)各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度進(jìn)行采集和記錄，在巷道接近目標(biāo)煤層的過(guò)程中，每隔5～60min記錄一次各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度，并將采集的數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中；

3)將步驟2)中5～9天所采集的地震波傳播速度所有數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，每個(gè)節(jié)點(diǎn)n均得到一個(gè)速度平均值vni，vni定義為節(jié)點(diǎn)的煤層非擾動(dòng)地震波傳播速度；

4)利用煤層的地震波傳播速度變化標(biāo)準(zhǔn)偏差預(yù)報(bào)瓦斯突出

在監(jiān)測(cè)煤層獲得每個(gè)節(jié)點(diǎn)n的初始傳播速度vni后，挖掘的巷道開(kāi)始接近目標(biāo)煤層，將巷道進(jìn)入目標(biāo)煤層安全距離的時(shí)間定為t0，在t0后的任何時(shí)間t，每個(gè)節(jié)點(diǎn)n的地震波傳播速度為vnt，那么：

pbnt＝(vnt-vni)/vni

式中：pbnt為節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t的標(biāo)準(zhǔn)偏差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差pbnt大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，就予報(bào)警，預(yù)先設(shè)定值為10％～80％。

本發(fā)明所述的利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，步驟1)中各節(jié)點(diǎn)的間距具體取決于監(jiān)測(cè)設(shè)備的檢測(cè)頻率和地震波在煤層的主要傳播速度，用如下公式計(jì)算：

j＝v/4f

式中：v為地震波傳播速度，f為設(shè)備的主要監(jiān)測(cè)頻率。

本發(fā)明所述的利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，步驟1)中，對(duì)于揭煤巷道，各節(jié)點(diǎn)的間距為5m。

本發(fā)明所述的利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，步驟2)中，當(dāng)巷道與煤層接近時(shí)，每隔5min記錄一次各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度。

本發(fā)明還提供一種利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，依次包括如下步驟：

1)將監(jiān)測(cè)的目標(biāo)煤層在三維空間規(guī)則劃分出若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)的間距為5～50m；

2)在巷道接近目標(biāo)煤層的安全距離之前，提前5～9天對(duì)各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度進(jìn)行采集和記錄，在巷道接近目標(biāo)煤層的過(guò)程中，每隔5～60min記錄一次各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度，并將采集的數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中；

3)利用煤層的地震波傳播速度變化的動(dòng)態(tài)偏差預(yù)報(bào)瓦斯突出

當(dāng)挖掘的巷道開(kāi)始接近目標(biāo)煤層時(shí)，將巷道進(jìn)入目標(biāo)煤層安全距離的時(shí)間定為t0，在t0后的任何時(shí)間t，監(jiān)測(cè)各節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t時(shí)的地震波傳播速度的動(dòng)態(tài)偏差pdnt定義為：

pdnt＝|vsnt-vlnt|/vlnt(1)

vsnt＝(vnt+vnt-1+……+vnt-s)/s(2)

vlnt＝(vnt+vnt-1+……+vnt-l)/l(3)

式中：vsnt為監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t的短期平均地震波傳播速度，vlnt為監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t的長(zhǎng)期平均地震波傳播速度，s為計(jì)算短期平均地震波傳播速度的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，l為計(jì)算長(zhǎng)期平均地震波傳播速度的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，當(dāng)pdnt大于預(yù)先設(shè)定值10％時(shí)，立即報(bào)警。

本發(fā)明所述的利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，步驟1)中各節(jié)點(diǎn)的間距具體取決于監(jiān)測(cè)設(shè)備的檢測(cè)頻率和地震波在煤層的主要傳播速度，用如下公式計(jì)算：

j＝v/4f

式中：v為地震波傳播速度，f為設(shè)備的主要監(jiān)測(cè)頻率。

本發(fā)明所述的利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，步驟1)中，對(duì)于揭煤巷道，各節(jié)點(diǎn)的間距為5m。

本發(fā)明所述的利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，步驟2)中，當(dāng)巷道與煤層接近時(shí)，每隔5min記錄一次各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度。

采用以上結(jié)構(gòu)后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、提高了預(yù)報(bào)的可靠性：由于傳統(tǒng)的方法集中在地震波傳播速度本身，它在監(jiān)測(cè)空間任一節(jié)點(diǎn)時(shí)，只有一個(gè)特定時(shí)間的數(shù)據(jù)，如果任意節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差，那么將無(wú)法進(jìn)行比較和更正，相應(yīng)預(yù)報(bào)的可靠性不能得到保障。本發(fā)明基于地震波傳播速度的變化，需要監(jiān)測(cè)空間所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)間連續(xù)規(guī)則數(shù)據(jù)，所以在監(jiān)測(cè)空間的任何節(jié)點(diǎn)，都有一系列數(shù)據(jù)。即使某個(gè)計(jì)算有誤差，也能通過(guò)相連的時(shí)間和空間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行矯正，如vlnt和vsnt的計(jì)算，正是體現(xiàn)了這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。所以本發(fā)明的預(yù)報(bào)可靠性是有空間和時(shí)間數(shù)據(jù)來(lái)保證的；

2、提高瓦斯突出預(yù)報(bào)的空間精度：瓦斯突出預(yù)報(bào)有兩個(gè)重要要素，即地點(diǎn)和時(shí)間，在瓦斯突出發(fā)生在地點(diǎn)預(yù)報(bào)上，傳統(tǒng)的方法只能對(duì)區(qū)域內(nèi)的地點(diǎn)進(jìn)行定性的確定，不能提供精確的供生產(chǎn)使用的信息。而本發(fā)明則對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行規(guī)則的劃分，其精度由監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的間距來(lái)定，由于監(jiān)測(cè)區(qū)域的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有準(zhǔn)確的空間坐標(biāo)，因此，可準(zhǔn)確預(yù)報(bào)瓦斯突出的具體地點(diǎn)；

3、提出了瓦斯突出預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)有效方法：在瓦斯突出預(yù)報(bào)的兩要素中，時(shí)間要素比地點(diǎn)要素更重要也更難確定，到目前為止，還沒(méi)有一種方法能從理論上和機(jī)理上有效監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)瓦斯突出在何時(shí)發(fā)生，更不要說(shuō)具體的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。因?yàn)橥咚雇怀鲞^(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，而到目前為止所有的瓦斯突出的預(yù)報(bào)方法都沒(méi)有能與這個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程結(jié)合起來(lái)，所以都不能進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，特別是提前預(yù)報(bào)瓦斯突出的發(fā)生。本發(fā)明首先從地震波傳播速度的變化與瓦斯突出的孕育過(guò)程結(jié)合起來(lái)，分析瓦斯突出中瓦斯解析過(guò)程的地震波傳播速度的變化速度和幅度，對(duì)瓦斯突出進(jìn)行預(yù)報(bào)。瓦斯解析過(guò)程是瓦斯突出的先決條件，即瓦斯突出的前提和先兆，利用對(duì)地震波傳播速度來(lái)監(jiān)測(cè)這個(gè)過(guò)程和先兆，從而準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的預(yù)報(bào)瓦斯突出的發(fā)生時(shí)間。

4、非擾動(dòng)時(shí)地震波傳播平均速度vni的意義：vni為本發(fā)明首先提出并定義的，它不僅為用速度變化率和速度變化幅度預(yù)報(bào)瓦斯突出危險(xiǎn)預(yù)報(bào)提供一個(gè)可靠的參照值，同時(shí)也可作為同類煤層在類似條件下的實(shí)際地震波傳播速度，增加通用性。結(jié)合煤層唯一性的特征，vni比通過(guò)實(shí)驗(yàn)室樣品測(cè)試的數(shù)據(jù)更具有實(shí)際意義。通過(guò)對(duì)各種煤層的vni積累，為瓦斯突出的機(jī)理研究提供可靠和實(shí)用有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為瓦斯突出的研究和監(jiān)測(cè)提供了新的方向；

5、其它瓦斯安全的應(yīng)用：除了瓦斯突出預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)外，本發(fā)明的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可用來(lái)監(jiān)測(cè)瓦斯抽排結(jié)果。對(duì)含有瓦斯煤層，在揭煤巷道進(jìn)入煤層前，必須對(duì)煤層中瓦斯的含量分析測(cè)定，只有當(dāng)瓦斯含量低于安全標(biāo)準(zhǔn)后，相關(guān)巷道才能進(jìn)入煤層。目前采用的是現(xiàn)場(chǎng)采樣，實(shí)驗(yàn)室分析的方法，這種方法費(fèi)時(shí)、復(fù)雜，數(shù)據(jù)因樣品污染等因素可能誤差較大。利用本發(fā)明地震波傳播速度的變化來(lái)分析瓦斯含量將更加可靠和快速，提高生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明對(duì)煤層瓦斯突出全過(guò)程監(jiān)測(cè)時(shí)的曲線圖。

具體實(shí)施例

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

實(shí)施例1

本發(fā)明利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，依次包括如下步驟：

1)將監(jiān)測(cè)的目標(biāo)煤層在三維空間規(guī)則劃分出若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，更詳細(xì)地說(shuō)是，將目標(biāo)煤層沿x、y、z坐標(biāo)方向按相等間距(距離)進(jìn)行分割，其交點(diǎn)即為監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然，三個(gè)坐標(biāo)方向還可使用不同距離，如沿x、y方向分別使用20m間距進(jìn)行分割，而沿z方向使用10m間距進(jìn)行分割，這樣可提高z方向的監(jiān)測(cè)精度。各節(jié)點(diǎn)之間的間距應(yīng)在5m～50m之間，具體間距取決于監(jiān)測(cè)設(shè)備的檢測(cè)頻率和地震波在煤層的主要傳播速度，用如下公式計(jì)算：

j＝v/4f

式中：v為地震波傳播速度，f為設(shè)備的主要監(jiān)測(cè)頻率。節(jié)點(diǎn)在各個(gè)坐標(biāo)方向的距離至少應(yīng)與該公式的計(jì)算值相近。對(duì)于揭煤巷道而言，各節(jié)點(diǎn)的間距為5m。

2)在巷道接近目標(biāo)煤層的安全距離之前(按煤礦安全規(guī)程規(guī)定的距離，大于20米)，提前7天(當(dāng)然也可以是5天、6天、8天或9天)對(duì)各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度進(jìn)行采集和記錄，在巷道接近目標(biāo)煤層的過(guò)程中，每隔5～60min記錄一次各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度，并將采集的數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中。時(shí)間間隔確定與地震波傳播速度的獲取速度以及巷道與煤層的距離有關(guān)，在巷道離煤層較遠(yuǎn)煤層沒(méi)有收到擾動(dòng)時(shí)，監(jiān)測(cè)頻率可以較長(zhǎng)，而當(dāng)巷道接近煤層時(shí)，瓦斯突出的可能性隨時(shí)可能發(fā)生，時(shí)間間隔越短越好。由于地震波傳播速度目前都是應(yīng)用反演方法獲得，其過(guò)程需要較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，在計(jì)算能力允許的條件下，記錄時(shí)間間隔可盡量為5min。巷道與煤層的距離也對(duì)記錄間隔要求不同，當(dāng)巷道與煤層距離較遠(yuǎn)時(shí)(大于20米)，可采用較大的時(shí)間間隔；當(dāng)巷道與煤層接近時(shí)，每隔5min記錄一次各節(jié)點(diǎn)的地震波傳播速度。

3)將步驟2)中5～9天所采集的地震波傳播速度所有數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，每個(gè)節(jié)點(diǎn)n均得到一個(gè)速度平均值vni，vni定義為節(jié)點(diǎn)的煤層非擾動(dòng)地震波傳播速度。由于煤層的唯一性特征，vni僅代表n節(jié)點(diǎn)煤層在沒(méi)有瓦斯突出時(shí)的正常地震波傳播平均速度，它不能(如目前其它研究方法)用來(lái)代表煤層的瓦斯突出可能性。

4)利用煤層的地震波傳播速度變化標(biāo)準(zhǔn)偏差預(yù)報(bào)瓦斯突出

在監(jiān)測(cè)煤層獲得每個(gè)節(jié)點(diǎn)n的初始傳播速度vni后，挖掘的巷道開(kāi)始接近目標(biāo)煤層，將巷道進(jìn)入目標(biāo)煤層安全距離的時(shí)間定為t0，在t0后的任何時(shí)間t，每個(gè)節(jié)點(diǎn)n的地震波傳播速度為vnt，那么：

pbnt＝(vnt-vni)/vni

式中：pbnt為節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t的標(biāo)準(zhǔn)偏差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差pbnt大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，就予報(bào)警，預(yù)先設(shè)定值為10％～80％。標(biāo)準(zhǔn)偏差的值與煤層的特征和獲取地震波傳播速度的方法有關(guān)，煤層本身的強(qiáng)度越大以及獲取的地震波傳播速度越穩(wěn)定，這個(gè)值越小，反之則越大。具體可根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，如果獲取數(shù)據(jù)穩(wěn)定性比較差，可采取t時(shí)最后三個(gè)數(shù)據(jù)的平均值做為公式中的vnt。

實(shí)施例2

本發(fā)明一種利用煤層地震波傳播速度變化特征監(jiān)測(cè)瓦斯突出的方法，依次包括如下步驟：

步驟1)和步驟2)分別與實(shí)施例1中的步驟1)和步驟2)相同，在此不再贅述。

步驟3)利用煤層的地震波傳播速度變化的動(dòng)態(tài)偏差預(yù)報(bào)瓦斯突出

當(dāng)挖掘的巷道開(kāi)始接近目標(biāo)煤層時(shí)，將巷道進(jìn)入目標(biāo)煤層安全距離的時(shí)間定為t0，在t0后的任何時(shí)間t，監(jiān)測(cè)各節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t時(shí)的地震波傳播速度的動(dòng)態(tài)偏差pdnt定義為：

pdnt＝|vsnt-vlnt|/vlnt(1)

vsnt＝(vnt+vnt-1+……+vnt-s)/s(2)

vlnt＝(vnt+vnt-1+……+vnt-l)/l(3)

式中：vsnt為監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t的短期平均地震波傳播速度；vlnt為監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)n在時(shí)間t的長(zhǎng)期平均地震波傳播速度；s為計(jì)算短期平均地震波傳播速度的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；l為計(jì)算長(zhǎng)期平均地震波傳播速度的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。當(dāng)pdnt大于預(yù)先設(shè)定值10％時(shí)，立即報(bào)警。pdnt反映的是煤層中地震波傳播速度加速變化(一般是降低)的過(guò)程，它是煤層破壞和瓦斯解析的共同影響的結(jié)果。在正常的煤層因壓力破壞而引起地震波傳播速度降低時(shí)，節(jié)點(diǎn)的短期和長(zhǎng)期平均速度大致相等，pdnt接近零，當(dāng)pdnt開(kāi)始增加時(shí)，表明新的破壞因素開(kāi)始起作用，在含瓦斯煤層或巖層中，多是瓦斯解析所至。

圖1是本發(fā)明對(duì)煤層瓦斯突出全過(guò)程監(jiān)測(cè)時(shí)的曲線圖，需要強(qiáng)調(diào)的是圖1中的第二階段(瓦斯突出過(guò)程開(kāi)始)是非常迅速的過(guò)程，圖1僅是為了說(shuō)明問(wèn)題，將其時(shí)間加大，可以從數(shù)分鐘到數(shù)天，主要是根據(jù)煤層及周?chē)鷰r石的強(qiáng)度來(lái)定，如果煤層及周?chē)鷰r石很脆弱，一旦瓦斯開(kāi)始解析，就很快突出。所以，本發(fā)明在圖1的第二階段開(kāi)始時(shí)就報(bào)警，讓抽排過(guò)程開(kāi)始，避免人身財(cái)產(chǎn)損失，提高了生產(chǎn)周期。另外，本發(fā)明對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)進(jìn)行了單元?jiǎng)澐?，給抽排和處理提供更高的效率。

在瓦斯突出的過(guò)程中，煤層特征的變化無(wú)論是裂隙增加，還是瓦斯解析和應(yīng)力的下降都會(huì)降低地震波傳播速度，幾個(gè)參數(shù)疊加，會(huì)使地震波傳播減速更加明顯。在瓦斯突出的發(fā)育和形成過(guò)程中，地震波傳播速度變化具有兩個(gè)特征：1、不管什么煤層在什么賦存條件，當(dāng)瓦斯突出的過(guò)程快速孕育時(shí)，地震波傳播速度都會(huì)下降；2、突出過(guò)程是一個(gè)由慢到快的過(guò)程，所以傳播速度的下降也是從慢到快。本發(fā)明就是從這瓦斯突出過(guò)程中地震波傳播速度的這兩個(gè)變化特點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)監(jiān)測(cè)地震波傳播速度的變化速率來(lái)進(jìn)行瓦斯突出預(yù)警預(yù)報(bào)。

成功預(yù)測(cè)瓦斯突出需要兩個(gè)重要要素：何處和何時(shí)。何時(shí)發(fā)生瓦斯突出是目前存在的研究和方法中更大的難題。本發(fā)明中的標(biāo)準(zhǔn)偏差pbnt反映的是速度變化的大小，而動(dòng)態(tài)偏差pdnt反映的是速度變化的快慢，兩者比較，動(dòng)態(tài)偏差pdnt更能反映瓦斯發(fā)生逼近程度，也就是說(shuō)，由標(biāo)準(zhǔn)偏差pbnt或動(dòng)態(tài)偏差pdnt均可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出瓦斯突出在何時(shí)發(fā)生。由于本發(fā)明將監(jiān)測(cè)的目標(biāo)煤層在三維空間規(guī)則劃分出若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)x、y、z坐標(biāo)值，因此，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)偏差或標(biāo)準(zhǔn)偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定值時(shí)，就可以確定瓦斯突出的發(fā)生位置。由此可見(jiàn)，本發(fā)明不僅能夠解決何處的問(wèn)題，而且還能夠解決何時(shí)的問(wèn)題。當(dāng)瓦斯突出臨近發(fā)生時(shí)，地震波傳播速度的變化就會(huì)加劇，只要工人能夠在地震波速度變化加劇時(shí)，及時(shí)采取必要的措施，就可避免重大損失。

基于煤層特征和賦存唯一性特征和瓦斯突出的突然性，本發(fā)明擯棄地震波傳播速度本身來(lái)預(yù)測(cè)瓦斯突出傳統(tǒng)方法，而是專注于地震波傳播速度的變化速率，這樣就避開(kāi)了煤層特征和賦存特征唯一性，以及瓦斯突出的突然性的難題，為瓦斯突出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)開(kāi)辟了一個(gè)全新的方向。本發(fā)明借助于地震波傳播速度連續(xù)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)地震波速度的變化率和變化幅度來(lái)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)瓦斯突出危險(xiǎn)。符合瓦斯突出的孕育過(guò)程和煤層本身地震波傳播速度特征，解決煤礦安全生產(chǎn)中危險(xiǎn)最多發(fā)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本發(fā)明對(duì)時(shí)間預(yù)報(bào)精度取決于速度的采樣時(shí)間間隔，而時(shí)間間隔可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。