CN114046914B - 一种围岩应力的检测方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种围岩应力的检测方法、装置及电子设备，该方法包括：确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果。本申请基于电磁波进行围岩应力检测，使得检测过程更加简单快速，同时保证了检测的精度。

Description

一种围岩应力的检测方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种围岩应力的检测方法、装置及电子设备。

背景技术

煤炭是我国的主体能源，在推动全国工业发展和国民经济进步等方面发挥了重要作用。近年来，随着采掘设备智能化水平的快速提高，我国煤矿煤炭产量大幅度提高。然而在煤矿掘进的过程中，往往存在多个技术难点有待攻克。特别地，如何准确地检测煤矿采场的围岩应力是主要的研究方向之一。

相关技术中，通常利用光纤-光栅钻孔应力探测、微震监测、地音监测等手段来探测煤矿采场围岩应力，然而前述技术均无法快速、直观且准确地对围岩应力进行检测。

由此，如何快速、准确地对围岩应力进行检测，进而提升煤矿掘进过程中的人员安全，已成为了亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种围岩应力的检测方法、装置及电子设备，基于电磁波进行围岩应力检测，实现了更加快速、直观且准确地对围岩应力进行检测，进而提煤矿掘进过程中的人员安全。

根据本申请的第一方面，提供了一种围岩应力的检测方法，包括：确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果。

另外，根据本申请上述实施例的一种围岩应力的检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一个实施例，所述根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，包括：根据所述初始第一电磁波图像，获取所述未受扰动区域的平均电磁波衰减系数；响应于所述初始第二电磁波图像中存在大于所述平均电磁波衰减系数的位置，则确定所述位置为所述异常位置。

根据本申请的一个实施例，所述在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像之后，还包括：将所述中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域；获取每个所述第二子区域内所述异常位置的数量，并根据所述数量确定每个所述第二子区域的应力等级并进行标记。

根据本申请的一个实施例，所述对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，包括：将所述未受扰动区域划分为至少两个第一子区域；针对每个所述第一子区域，获取所述第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数；根据所述第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像；将所有的所述第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取所述初始第一电磁波图像。

根据本申请的一个实施例，所述对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像，包括：获取所述扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数；根据所述第二电磁波衰减系数，绘制所述扰动区域对应的所述初始第二电磁波图像。

根据本申请的一个实施例，所述根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果，包括：根据所述初始第一电磁波图像，生成所述第一电磁波图像的第一热度图，并根据所述初始第二电磁波图像，生成所述第二电磁波图像的第二热度图；对所述第一热度图和所述第二热度图进行拼接，以生成所述待检测区域对应的所述围岩应力检测结果。

根据本申请的一个实施例，所述根据所述初始第一电磁波图像，生成所述第一电磁波图像的第一热度图，并根据所述初始第二电磁波图像，生成所述第二电磁波图像的第二热度图，包括：获取所述初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数对应的第一颜色值，并针对每个所述第一电磁波衰减系数，根据所述第一颜色值，生成所述第一热度图；获取所述目标第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数对应的第二颜色值，并针对每个所述第二电磁波衰减系数，根据所述第二颜色值，生成所述第二热度图。

根据本申请的一个实施例，还包括，获取针对任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像；根据所述围岩应力检测结果、所述任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取所述任一区域的围岩应力数据。

根据本申请的第二方面，提供了一种围岩应力的检测装置，包括：确定模块，用于确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；获取模块，用于对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；第一生成模块，用于根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；第二生成模块，用于根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果。

另外，根据本申请上述实施例的一种围岩应力的检测装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一个实施例，所述确定模块，还用于：对所述运行参数进行预处理，并将预处理后的所述运行参数输入至训练好的运行阶段确定模型中，输出对应的所述目标组件所述当前所处的运行阶段。

根据本申请的一个实施例，所述第一生成模块，还用于：根据所述初始第一电磁波图像，获取所述未受扰动区域的平均电磁波衰减系数；响应于所述初始第二电磁波图像中存在大于所述平均电磁波衰减系数的位置，则确定所述位置为所述异常位置。

根据本申请的一个实施例，所述第一生成模块，还用于：将所述中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域；获取每个所述第二子区域内所述异常位置的数量，并根据所述数量确定每个所述第二子区域的应力等级并进行标记。

根据本申请的一个实施例，所述获取模块，还用于：将所述未受扰动区域划分为至少两个第一子区域；针对每个所述第一子区域，获取所述第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数；根据所述第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像；将所有的所述第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取所述初始第一电磁波图像。

根据本申请的一个实施例，所述获取模块，还用于：获取所述扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数；根据所述第二电磁波衰减系数，绘制所述扰动区域对应的所述初始第二电磁波图像。

根据本申请的一个实施例，所述第二生成模块，还用于：根据所述初始第一电磁波图像，生成所述第一电磁波图像的第一热度图，并根据所述初始第二电磁波图像，生成所述第二电磁波图像的第二热度图；对所述第一热度图和所述第二热度图进行拼接，以生成所述待检测区域对应的所述围岩应力检测结果。

根据本申请的一个实施例，所述第二生成模块，还用于：获取所述初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数对应的第一颜色值，并针对每个所述第一电磁波衰减系数，根据所述第一颜色值，生成所述第一热度图；获取所述目标第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数对应的第二颜色值，并针对每个所述第二电磁波衰减系数，根据所述第二颜色值，生成所述第二热度图。

根据本申请的一个实施例，还包括，第一获取模块，用于获取针对任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像；

根据本申请的一个实施例，还包括，第二获取模块，用于根据所述围岩应力检测结果、所述任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取所述任一区域的围岩应力数据。

为了实现上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现前述的围岩应力的检测方法。

为了实现上述目的，本申请第四方面实施例提出了非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的围岩应力的检测方法。

为了实现上述目的，本申请第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，实现如上所述的围岩应力的检测方法。

本申请实施例提供的技术方案至少包括如下有益效果：

本申请公开了一种围岩应力的检测方法，确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果。本申请基于电磁波进行围岩应力检测，可以更加快速、直观且准确地对围岩应力进行检测，进而提升煤矿掘进过程中的人员安全。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1为本申请实施例提供的一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电磁波图像展示效果的示意图；

图3为本申请实施例提供的煤样电阻率的变化趋势的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电磁波CT测试方式的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种开采规划的示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的围岩应力数据的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种采场围岩应力分布情况的示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图13为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图14为本申请实施例提供的一种第一热度图的示意图；

图15为本申请实施例提供的一种第二热度图的示意图；

图16为本申请实施例提供的一种围岩应力检测结果的示意图；

图17为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图18为本申请实施例提供的一种围岩应力等级划分结果的示意图；

图19为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测方法的流程示意图；

图20为本申请实施例提供的一种围岩应力获取流程的示意图；

图21为本申请实施例提供的一种围岩应力的检测装置的结构示意图；

图22为本申请实施例提供的另一种围岩应力的检测装置的结构示意图；

图23为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

下面采用实施例对本申请的围岩应力的检测方法、装置及电子设备进行详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种围岩应力的检测方法的流程示意图。其中，需要说明的是，本实施例的围岩应力的检测方法的执行主体为围岩应力的检测装置，围岩应力的检测装置具体可以为硬件设备，或者硬件设备中的软件等。其中，硬件设备例如终端设备、服务器等。

如图1所示，本实施例提出的围岩应力的检测方法，包括以下步骤：

S101、确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域。

其中，未受扰动区域指的是受围岩应力扰动程度低于阈值的区域，通常为受围岩应力扰动程度极小的区域；扰动区域指的是受围岩应力扰动程度高于阈值的区域，通常为受围岩应力扰动程度极大的区域。

在本申请实施例中，在试图确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域时，可以根据开采规划，首先确定待检测区域A，然后确定待检测区域内的未受扰动区域A₁和扰动区域A₂。

S102、对未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像。

其中，初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像均为非热度图，例如，初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像的展示效果如图2所示。

需要说明的是，相关技术中，针对探测煤矿采场围岩应力，通常会采用以下任一方法：光纤-光栅钻孔应力探测、微震监测、地音监测等手段。然而前述方法的探测效果均不理想。

由此，本申请提出一种采用电磁波CT探测技术的围岩应力检测方法，用电磁波CT探测技术具有的探测精度高、探测速度快、数据直观等优势，提高围岩应力检测结果的准确性和可靠性。

其中，电磁波CT技术，是一种通过对电磁波场强幅值进行射线追综和层析成像来反演探测区域介质的吸收的技术。

S103、根据初始第一电磁波图像，对初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在初始第二电磁波图像上对异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像。

需要说明的是，由于未受扰动区域的电磁波CT探测结果(初始第一电磁波图像)对应的电磁波衰减系数，具有取值范围较集中、易探测等特点，因此，本公开中，可以以未受扰动区域的初始第一电磁波图像的电磁波衰减系数为基准，在扰动区域中标定明显的电磁波衰减高异常区域，以生成中间第二电磁波图像。

在本申请实施例中，在获取到初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像后，可以根据初始第一电磁波图像，对初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在初始第二电磁波图像上对异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像。

S104、根据初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像，生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

需要说明的是，本申请中对于围岩应力检测结果的具体展示效果不作设定，可以根据实际情况进行设定。可选地，围岩应力检测结果可以为非热度图，也可以为热度图。

本申请实施例中，在获取初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像后，可以通过多种方式生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。可选地，可以将初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像进行拼接，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

其中，围岩应力检测结果中至少能够展示出未受扰动区域的电磁波CT探测结果、扰动区域的电磁波CT探测结果、以及扰动区域内的电磁波衰减系数异常位置等。

本申请提供的围岩应力的检测方法，通过确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域，其次，获取初始第一电磁波图像以及初始第二电磁波图像，然后根据初始第一电磁波图像，对初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在初始第二电磁波图像上对异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像，最后根据初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像，生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。由此，本申请能够利用电磁波CT技术对围岩应力进行检测，采用电磁波CT图像呈现围岩应力，并对扰动区域内电磁波衰减系数异常位置进行标记，可以更加快速、准确地对围岩应力进行检测，且更加直观地展示围岩应力检测结果，以使相关人员能够及时、准确地了解待检测区域的围岩应力情况，进而提升了待检测区域内的作业安全及人员安全。

需要说明的是，本申请中，在确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域后，可以采用电磁波CT技术，分别对未受扰动区域以及扰动区域进行探测。

下面对电磁波CT技术进行解释说明。

电磁波CT技术，借鉴了工业CT技术和医学CT技术，频率范围为0.5～32MHz，具有探测精度高、探测速度快、数据直观等优势，可应用于煤矿地质构造勘察，采空区探测等领域，能够实现围岩应力的精确探测。

需要说明的是，电磁波在煤岩介质中传播时会产生衰减现象，也就是电磁波的能量有所损耗，其衰减的程度可以通过电磁波衰减系数(βs)进行表示。具体地，电磁波衰减系数(βs)可以由下述公式进行获取：

其中，βs为电磁波衰减系数，量纲为dB/m；σ为电阻率，量纲为Ω/m；ω为角频率，量纲为1/s；μ为磁导率，量纲为H/m；ε为介质的介电常数，量纲为F/m。

在进行电磁波CT探测时，煤体电阻率为影响电磁波衰减的主导因素，煤体裂隙与结构、煤体应力、煤的变质程度、含水量及煤体瓦斯含量等因素均通过影响煤的电阻率而间接影响电磁波衰减。电阻率越高，电磁波衰减系数越高。电阻率越低，电磁波衰减系数越高。

实验室岩石单轴压缩实验表明，加载初期，煤体试样应力水平不断增大，原生裂隙闭合。此时，煤体颗粒进一步压实、压密，导致电阻率降低。加载后期，煤体试样新生微裂隙形成、拓展，煤体发生屈服破坏，在此期间，煤样产生贯通的裂隙，电阻率增速明显，加载过程中煤样电阻率的变化趋势如图3所示。

进一步地，不同应力煤体的电阻率不同，进而导致电磁波衰减程度不同，前述原理为在煤矿现场应用电磁波CT技术探测煤体应力提供了理论支撑，因此，可以利用电磁波CT探测煤矿采场的围岩应力。

可选地，电磁波CT探测系统可以采用双孔测试方式，分为信号发射孔和信号接收孔，如图4所示，电磁波在两个钻孔包围区间传播，以电磁波在煤体介质中传播时的衰减系数为标定参量，应用专用计算机软件，以形成电磁波图像。

进一步地，可以选用适宜的电磁波CT探测设备，并选用适宜的设备测试参数，其中，探测频率越高，探测精度越高。因此，在实际探测中，应尽可能选择较高的探测频率，如图5所示，可以根据开采规划，分别在未收扰动区域及扰动区进行电磁波CT探测，分别获得初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像。

需要说明的是，本申请中，在确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域后，可以采用电磁波CT技术，分别对未受扰动区域以及扰动区域进行探测。

下面分别针对采用电磁波CT技术获取初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像的过程进行解释说明。

针对获取初始第一电磁波图像，在试图对未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像时，可以根据第一电磁波衰减系数，获取初始第一电磁波图像。

作为一种可能实现的方式，如图6所示，在上述实施例的基础上，上述步骤中对未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像的具体过程，包括以下步骤：

S601、将未受扰动区域划分为至少两个第一子区域。

可选地，可以根据应力水平，对未受扰动区域进行划分，以将未受扰动区域划分为至少两个第一子区域。

需要说明的是，本公开中对于第一子区域的划分方式及第一子区域的数量不作限定，可以根据实际情况进行设定。

可选地，可以根据应力水平将未受扰动区域划分为以下4个第一子区域：破裂区、塑性区、弹性区、原岩应力区。

其中，巷道掘进后，巷道两侧自边缘依次形成应力水平逐渐变化的破裂区、塑性区、弹性区。通常情况下，针对原岩应力区，所在位置一般在距巷道边缘2-3倍巷道宽度的位置附近；针对破裂区和塑性区，由于所在区域(未受扰动区域)未受开采扰动，破裂区和塑性区的范围较小；针对弹性区，电磁波CT探测范围内煤岩体绝大部分处于弹性区或原岩应力区，同时，弹性区和原岩应力区应力水平相近，变化梯度不大。

S602、针对每个第一子区域，获取第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数。

在本申请实施例中，在获取到未受扰动区域的第一子区域后，可以利用高精度的电磁波探测设备等采集装置，获取第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数。

需要说明的是，未受扰动区域巷道围岩的破裂区、塑性区、弹性区、原岩应力区等第一子区域内各个位置的电磁波衰减系数并无显著差异，电磁波衰减系数变化梯度较小，电磁波衰减系数数值较低。

S603、根据第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像。

在本申请实施例中，在获取子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数后，可以根据第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像。

其中，第一子区间电磁波图像的具体展示效果为非热度图。

需要说明的是，本申请中对于绘制对应的第一子区间电磁波图像的具体方式不作限定，可以根据实际情况进行设定。

可选地，可以以巷道区域的切面图、俯视图等角度，绘制第一子区间内各个位置形成的坐标图，进而将第一电磁波衰减系数于图中进行标记。进一步地，可以对标记进行着色、连线等操作。

S604、将所有的第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取初始第一电磁波图像。

在本申请实施例中，在获取到所有的第一子区间电磁波图像后，可以将所有的第一子区间电磁波图像进行拼接，进而获取初始第一电磁波图像。

举例而言，针对破裂区、塑性区、弹性区、原岩应力区，分别获取到4个第一子区间电磁波图像1-4，此种情况下，可以根据实际区域分布情况，将将所有的第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取初始第一电磁波图像。

针对获取初始第二电磁波图像，在试图对扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像时，可以根据第二电磁波衰减系数，获取初始第二电磁波图像。

作为一种可能实现的方式，如图7所示，在上述实施例的基础上，上述步骤中对扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像的具体过程，包括以下步骤：

S701、获取扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数。

需要说明的是，由于扰动区域内的电磁波衰减系数分布情况、是否存在异常的识别结果以及应力所处的区间是围岩应力检测过程中的重点，因此，为了突出展示前述结果，针对扰动区域，无需进行子区间的划分。

由此，本申请中可以利用高精度的电磁波探测设备等采集装置，获取扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数。

S702、根据第二电磁波衰减系数，绘制扰动区域对应的初始第二电磁波图像。

可选地，可以以巷道区域的切面图、俯视图等角度，绘制扰动区域形成的坐标图，进而将第二电磁波衰减系数于图中进行标记。进一步地，可以对标记进行着色、连线等操作。

本申请提供了一种围岩应力检测方法，确保了初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像能够尽可能准确的反应对应区域的真实应力分布，进一步确保了围岩应力检测结果准确性和可靠性。

进一步地，在获取初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像后，可以根据初始第一电磁波图像，对初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测。

作为一种可能实现的方式，如图8所示，在上述实施例的基础上，上述步骤中根据初始第一电磁波图像，对初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时的具体过程，包括以下步骤：

S801、根据初始第一电磁波图像，获取未受扰动区域的平均电磁波衰减系数。

在本申请实施例中，在获取到初始第一电磁波图像后，进而可以获取电磁波衰减系数，在获取到电磁波衰减系数后，进而可以获取未受扰动区域的平均电磁波衰减系数。

需要说明的是，为了进一步提高围岩应力获取结果的准确性，在获取未受扰动区域的平均电磁波衰减系数后，可以对平均电磁波衰减系数进行识别，并在识别平均电磁波衰减系数未处于预设阈值范围内时，对平均电磁波衰减系数进行修正。

S802、响应于初始第二电磁波图像中存在大于平均电磁波衰减系数的位置，则确定位置为异常位置。

在本申请实施例中，在获取到平均电磁波衰减系数后，可以判断初始第二电磁波图像中的电磁波衰减系数与平均电磁波衰减系数的大小关系，进而确定位置是否为异常位置。

进一步地，响应于初始电磁波图像中存在大于平均电磁波衰减系数的位置，则确定位置为异常位置，并进行标记；响应于初始电磁波图像中存在不大于平均电磁波衰减系数的位置，则确定位置为非异常位置，并无需标记。

进一步地，在获取到中间第二电磁波图像后，还可以对中间第二电磁波图像进行应力等级划分并标记。

作为一种可能实现的方式，如图9所示，具体包括以下步骤：

S901、将中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域。

需要说明的是，在获取到中间第二电磁波图像后，可以根据电磁波衰减系数，将第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域。

举例而言，可以将中间第二电磁波图像划分为2个第二子区域或者3个第二子区域。

S902、获取每个第二子区域内异常位置的数量，并根据数量确定每个第二子区域的应力等级并进行标记。

需要说明的是，在将中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域后，可以同时对应力等级和电磁波衰减系数异常区域进行标记。

下面分别针对对应力等级和电磁波衰减系数异常区域进行标记进行解释说明。

针对对应力等级进行标记，作为一种可能的实现方式，若将第二电磁波图像划分为两个第二子区域，此种情况下，可以确定获取每个第二子区域的平均应力，并将平均应力与预先设定的平均应力阈值进行比较，并将平均应力大于或者等于平均应力阈值的第二子区域标记为高应力区，将平均应力小于平均应力阈值的第二子区域标记为低应力区。

其中，平均应力阈值可以根据实际情况进行获取。举例而言，可以以理论计算及光栅光纤钻孔应力测试系统所得支承压力数据为参考基准，并将1.4作为平均应力阈值。

作为另一种可能的实现方式，若将第二电磁波图像划分为三个第二子区域，此种情况下，可以确定获取每个第二子区域的平均应力，并将平均应力与预先设定的高应力区间、中应力区间以及低应力区间的取值范围进行比较，并将平均应力处于高应力区间的第二子区域标记为高应力区，将平均应力处于中应力区间的第二子区域标记为中应力区，将平均应力处于低应力区间的第二子区域标记为低应力区。

针对对电磁波衰减系数异常区域进行标记，作为一种可能的实现方式，可以将每个第二子区域内异常位置的数量与预先设定的数量阈值进行比较，并将数量达到数量阈值的第二子区域标记为异常区域。

作为另一种可能的实现方式，可以将每个第二子区域进一步划分为n个二级子区域，并仅将第二子区域中数量达到数量阈值的二级子区域标记为异常区域。

其中，数量阈值可以根据实际情况进行获取。

本申请提供了一种围岩应力检测方法，在确定位置为异常位置后，可以在初始第二电磁波图像上对异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像，同时还可以对中间第二电磁波图像进行应力等级划分并标记，为后续获取围岩应力检测结果奠定了基础，进一步提高了围岩应力检测过程中的准确性和可靠性。

进一步地，可以根据初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

需要说明的是，在根据初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像，生成待检测区域对应的围岩应力检测结果之前，可以对电磁波衰减系数与围岩应力进行相关性分析。

其中，相关性分析，指的是对磁波衰减系数与围岩应力数据对比，获得电磁波与围岩应力的相关性的分析。

需要说明的是，可以收集通过光栅-光纤钻孔应力测试系统等手段获取的围岩应力数据，如图10所示，并开展采场围岩应力的理论计算，如图11所示，作为电磁波图像信息的对比数据，以对电磁波衰减系数与围岩应力进行相关性分析。

需要说明的是，在本申请中，在试图生成待检测区域对应的围岩应力检测结果，可以根据初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像，生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

作为一种可能实现的方式，如图12所示，在上述实施例的基础上，上述步骤中根据初始第一电磁波图像和中间第二电磁波图像，生成待检测区域对应的围岩应力检测结果的具体过程，包括以下步骤：

作为一种可能实现的方式，如图12所示，具体包括以下步骤：

S1201、根据初始第一电磁波图像，生成第一电磁波图像的第一热度图，并根据初始第二电磁波图像，生成第二电磁波图像的第二热度图。

作为一种可能实现的方式，如图13所示，在上述实施例的基础上，上述步骤S1201中根据初始第一电磁波图像，生成第一电磁波图像的第一热度图，并根据初始第二电磁波图像，生成第二电磁波图像的第二热度图的具体过程，包括以下步骤：

S1301、获取初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数对应的第一颜色值，并针对每个第一电磁波衰减系数，根据第一颜色值，生成第一热度图。

其中，热度图也称热力图，热力图是一种特殊的图表，它是一种通过对色块着色来显示数据的统计图表，在绘图时，需要指定每个颜色映射的规则(一般以颜色的强度或色调为标准)；比如颜色越深的表示数值越大、程度越深；颜色越亮的数值越大、程度越深。

在本申请实施例中，在获取初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数后，可以查询预先设定的第一电磁波衰减系数与第一颜色值之间的映射关系，并针对每个第一电磁波衰减系数，根据第一颜色值，生成第一热度图，如图14所示。

需要说明的是，可以设定每个第一电磁波衰减系数对应一个颜色值，也可以设定相近的第一电磁波衰减系数对应的颜色值相似。

S1302、获取目标第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数对应的第二颜色值，并针对每个第二电磁波衰减系数，根据第二颜色值，生成第二热度图。

在本申请实施例中，在获取初始第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数后，可以查询预先设定的第二电磁波衰减系数与第二颜色值之间的映射关系，并针对每个第二电磁波衰减系数，根据第二颜色值，生成第二热度图，如图15所示。

需要说明的是，可以设定每个第二电磁波衰减系数对应一个颜色值，也可以设定相近的第二电磁波衰减系数对应的颜色值相似。

S1202、对第一热度图和第二热度图进行拼接，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

在本申请实施例中，在获取到第一热度图和第二热度图后，可以对第一热度图和第二热度图进行拼接，如图16所示，进而生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

进一步地，在获取到待检测区域对应的围岩应力检测结果后，相关人员可以现场应用并检验，其中，相关人员可以应用电磁波CT探测设备，开展煤矿采场应力测试，依据应力测试数据指导区段煤柱留设及巷道围岩控制，依据应用结果，反馈修正电磁波CT测试方案及测试参数，进一步提高围岩应力的检测结果的准确性。

本申请提出的围岩应力检测方法，通过对未受扰动区域和扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，并根据初始第一电磁波图像，生成第一电磁波图像的第一热度图，根据初始第二电磁波图像，生成第二电磁波图像的第二热度图，并对第一热度图和第二热度图进行拼接，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。由此，可以快速、直观地确定围岩应力的检测结果，进一步提升煤矿掘进过程中的人员安全。

进一步地，在获取到围岩应力检测结果后，可以根据初始围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取任一区域的围岩应力数据。

作为一种可能实现的方式，如图17所示，具体包括以下步骤：

S1701、获取针对任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像。

S1702、根据围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取任一区域的围岩应力数据。

在本申请实施例中，在获取到围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像后，可以根据围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取任一区域的围岩应力数据，其中，围岩应力数据可以包括但不限于围岩应力分布情况、围岩应力等级等。

需要说明的是，可以分别获取原岩应力区、低应力区、高应力区的电磁波衰减系数数值，进行数值比对，建立电磁波衰减系数与围岩应力的量化表征关系，如图18所示，在获取到围岩应力检测结果，任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像后，基于量化表征关系，可以在图像中快速、准确识别煤体应力状态，划分低应力区与高应力区。

本申请提供了一种围岩应力检测方法，能够据围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取任一区域的围岩应力数据，进一步围岩应力检测过程中的准确性和可靠性。

图19是本申请的另一个实施例的一种围岩应力检测方法的流程示意图。

如图19所示，本申请实施例提出的围岩应力检测方法，具体包括以下步骤：

S1901、确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域。

S1902、将未受扰动区域划分为至少两个第一子区域。

S1903、针对每个第一子区域，获取第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数。

S1904、根据第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像。

S1905、将所有的第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取初始第一电磁波图像。

S1906、获取扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数。

S1907、根据第二电磁波衰减系数，绘制扰动区域对应的初始第二电磁波图像。

S1908、根据初始第一电磁波图像，获取未受扰动区域的平均电磁波衰减系数。

S1909、响应于初始第二电磁波图像中存在大于平均电磁波衰减系数的位置，则确定位置为异常位置。

S1910、在初始第二电磁波图像上对异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像。

S1911、将中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域。

S1912、获取每个第二子区域内异常位置的数量，并根据数量确定每个第二子区域的应力等级并进行标记。

S1913、获取初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数对应的第一颜色值，并针对每个第一电磁波衰减系数，根据第一颜色值，生成第一热度图；

S1914、获取目标第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数对应的第二颜色值，并针对每个第二电磁波衰减系数，根据第二颜色值，生成第二热度图。

S1915、对第一热度图和第二热度图进行拼接，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。

S1916、根据围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取任一区域的围岩应力数据。

举例而言，如图20所示，在现场电磁波CT探测的背景下，提出一种利用电磁波CT探测煤矿采场围岩应力的流程及方法，其中，包含电磁波CT探测的指导性方案、电磁波图像信息分析与处理方式、电磁波图像信息的反向解释机制、电磁波衰减系数与围岩应力的量化表征关系建立，探测准确性检验与反馈机制，以获取围岩应力检测结果。

需要说明的是，本申请基于应用电磁波CT探测采场围岩应力的优势与应用潜力，提出一种利用电磁波CT探测煤矿采场围岩应力的流程及方法，该方法流程简单，易于掌握，应用本申请可以节省采场围岩应力探测时间，在选定应力探测位置后即可进行快速探测，数天内即可完成探测，本申请利用电磁波CT图像呈现应力信息，探测精度高，具有应力数据准确、直观、可分析性好、数据对比性好的优势，同时本申请丰富了应力测试方法，可以与其他应力测试方法共同应用，可以一定程度上提高采场围岩应力测试准确度与精度。

综上所述，基于本申请提出的围岩应力检测方法，通过确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域，对未受扰动区域和扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，并根据初始第一电磁波图像，生成第一电磁波图像的第一热度图，根据初始第二电磁波图像，生成第二电磁波图像的第二热度图，对第一热度图和第二热度图进行拼接，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。可以快速、直观地确定围岩应力的检测结果，进一步提升煤矿掘进过程中的人员安全，同时，通过根据围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取任一区域的围岩应力数据，进一步提高了围岩应力检测过程中的准确性和可靠性。

为了实现上述实施例，本实施例提供了一种围岩应力的检测装置，图14为本申请实施例提供的一种围岩应力的检测装置的结构示意图。

如图21所示，该围岩应力的检测装置1000，包括：确定模块110、获取模块120、第一生成模块130和第二生成模块140。其中，

确定模块110，用于确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；

获取模块120，用于对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；

第一生成模块130，用于根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；

第二生成模块140，用于根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果。

根据本申请实施例，第一生成模块130，还用于：根据所述初始第一电磁波图像，获取所述未受扰动区域的平均电磁波衰减系数；响应于所述初始第二电磁波图像中存在大于所述平均电磁波衰减系数的位置，则确定所述位置为所述异常位置。

根据本申请实施例，第一生成模块130，还用于：将所述中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域；获取每个所述第二子区域内所述异常位置的数量，并根据所述数量确定每个所述第二子区域的应力等级并进行标记。

根据本申请实施例，获取模块120，还用于：将所述未受扰动区域划分为至少两个第一子区域；针对每个所述第一子区域，获取所述第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数；根据所述第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像；将所有的所述第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取所述初始第一电磁波图像。

根据本申请实施例，获取模块120，还用于：获取所述扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数；根据所述第二电磁波衰减系数，绘制所述扰动区域对应的所述初始第二电磁波图像。

根据本申请实施例，第二生成模块140，还用于：根据所述初始第一电磁波图像，生成所述第一电磁波图像的第一热度图，并根据所述初始第二电磁波图像，生成所述第二电磁波图像的第二热度图；对所述第一热度图和所述第二热度图进行拼接，以生成所述待检测区域对应的所述围岩应力检测结果。

根据本申请实施例，第二生成模块140，还用于：获取所述初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数对应的第一颜色值，并针对每个所述第一电磁波衰减系数，根据所述第一颜色值，生成所述第一热度图；获取所述目标第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数对应的第二颜色值，并针对每个所述第二电磁波衰减系数，根据所述第二颜色值，生成所述第二热度图。

根据本申请实施例，如图22所示，该围岩应力的检测装置1000，还包括，第一获取模块150，用于：用于获取针对任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像。

根据本申请实施例，如图22所示，该围岩应力的检测装置1000，还包括，第二获取模块160，用于根据所述围岩应力检测结果、所述任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，获取所述任一区域的围岩应力数据。

根据本申请提供的围岩应力检测装置，通过确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域，对未受扰动区域和扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，并根据初始第一电磁波图像，生成第一电磁波图像的第一热度图，根据初始第二电磁波图像，生成第二电磁波图像的第二热度图，对第一热度图和第二热度图进行拼接，以生成待检测区域对应的围岩应力检测结果。可以快速、直观地确定围岩应力的检测结果，进一步提升了煤矿掘进过程中的人员安全，同时，通过根据围岩应力检测结果、任一区域的初始第一电磁波图像和初始第二电磁波图像，可以获取任一区域的围岩应力数据，进一步提高了围岩应力检测过程中的准确性和可靠性。

为了实现上述实施例，本申请还提出了一种电子设备2000，如图23所示，包括存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现前述的围岩应力的检测方法。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的围岩应力的检测方法。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，实现如上所述的围岩应力的检测方法。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (9)

1.一种围岩应力的检测方法，包括：

确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；

对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；

根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；

根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果；

所述根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，包括：

根据所述初始第一电磁波图像，获取所述未受扰动区域的平均电磁波衰减系数；

响应于所述初始第二电磁波图像中存在大于所述平均电磁波衰减系数的位置，则确定所述位置为所述异常位置。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像之后，还包括：

将所述中间第二电磁波图像划分为至少两个第二子区域；

获取每个所述第二子区域内所述异常位置的数量，并根据所述数量确定每个所述第二子区域的应力等级并进行标记。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，包括：

将所述未受扰动区域划分为至少两个第一子区域；

针对每个所述第一子区域，获取所述第一子区域内各个位置的第一电磁波衰减系数；

根据所述第一电磁波衰减系数，绘制对应的第一子区间电磁波图像；

将所有的所述第一子区间电磁波图像进行拼接，以获取所述初始第一电磁波图像。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像，包括：

获取所述扰动区域内各个位置的第二电磁波衰减系数；

根据所述第二电磁波衰减系数，绘制所述扰动区域对应的所述初始第二电磁波图像。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果，包括：通过将所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像进行拼接的方式生成所述待检测区域对应的所述围岩应力检测结果。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其中，所述根据所述初始第一电磁波图像，生成所述第一电磁波图像的第一热度图，并根据所述初始第二电磁波图像，生成所述第二电磁波图像的第二热度图，包括：

获取所述初始第一电磁波图像中各个位置的第一电磁波衰减系数对应的第一颜色值，并针对每个所述第一电磁波衰减系数，根据所述第一颜色值，生成所述第一热度图；

获取目标第二电磁波图像中各个位置的第二电磁波衰减系数对应的第二颜色值，并针对每个所述第二电磁波衰减系数，根据所述第二颜色值，生成所述第二热度图。

7.根据权利要求1或5所述的检测方法，其中，所述未受扰动区域和所述扰动区域均包括多个区域，所述方法还包括：

获取针对任一所述未受扰动区域的初始第一电磁波图像和任一所述扰动区域的初始第二电磁波图像；

根据所述围岩应力检测结果、所述任一所述未受扰动区域的初始第一电磁波图像和任一所述扰动区域的初始第二电磁波图像，获取所述任一区域的围岩应力数据。

8.一种围岩应力的检测装置，包括：

确定模块，用于确定待检测区域内的未受扰动区域以及扰动区域；

获取模块，用于对所述未受扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第一电磁波图像，并对所述扰动区域进行电磁波CT探测，以获取初始第二电磁波图像；

第一生成模块，用于根据所述初始第一电磁波图像，对所述初始第二电磁波图像进行电磁波衰减系数异常检测，并在确定存在异常位置时，在所述初始第二电磁波图像上对所述异常位置进行标记，以生成中间第二电磁波图像；

第二生成模块，用于根据所述初始第一电磁波图像和所述中间第二电磁波图像，生成所述待检测区域对应的围岩应力检测结果；

所述第一生成模块，还用于根据所述初始第一电磁波图像，获取所述未受扰动区域的平均电磁波衰减系数，响应于所述初始第二电磁波图像中存在大于所述平均电磁波衰减系数的位置，则确定所述位置为所述异常位置。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的围岩应力的检测方法。

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