CN115392061A - 一种冲击地压危险静动态耦合评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冲击地压危险静动态耦合评价方法,适用于矿井掘进工作面和回采工作面在采掘前和采掘过程中的冲击地压危险评价,根据冲击地压危险静态评价指标确定静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标确定动态评价方法;然后根据静态评价方法得到冲击地压危险静态评价指数,根据动态评价方法得到冲击地压危险动态评价指数;进行冲击地压危险静动态耦合评价;确定冲击地压危险等级。该方法为矿井提供科学评价工作面冲击地压危险的技术手段,可有效识别冲击地压风险,有助于矿方针对性制定冲击地压灾害防治措施,最大程度降低冲击地压风险,减弱甚至消除冲击地压灾害,保障矿井安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全技术领域,特别涉及一种冲击地压危险静动态耦合评价方法。
背景技术
冲击地压是煤矿生产过程中的动力灾害之一,严重制约矿井安全生产。通常随着开采深度增大、地质构造复杂程度增加等,冲击危险性会相应增大,对冲击危险性的研究尤为重要。目前,针对冲击地压危险的评价方法主要包含综合指数法、可能性指数法、动力区划法及多因素耦合评价方法等。其中,在工作面生产前,通常进行两次冲击地压危险评价,即掘进工作面冲击危险性评价和回采工作面冲击性危险评价。针对冲击危险性评价,目前已经取得了一系列丰硕的成果,但由于工作面由浅变深、地质构造复杂等因素的影响,现有评价结果不能完全适用现场实际,此外,现有冲击危险性评价方法多为静态评价,评价结果不随工作面回采过程而适时变化。
发明内容
本发明实施例提供了一种冲击地压危险静动态耦合评价方法,为解决上述问题,本发明提出一种冲击地压危险静动态耦合评价方法,以实现动态揭示冲击地压危险的目标。所述技术方案如下:
一种冲击地压危险静动态耦合评价方法,包括如下步骤:
S1、根据冲击地压危险静态评价指标确定静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标确定动态评价方法;
S2、在第一预设进度时,根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数;
S3、耦合冲击地压危险静态评价指数和冲击地压危险动态评价指数,得到静动态耦合评价指数;
S4、根据所述静动态耦合评价指数确定工作面的冲击地压危险等级。
优选地,所述步骤S1的冲击地压危险静态评价指标包括:地质因素确定的评价指标和开采技术因素确定的评价指标;
其中,所述地质因素确定的评价指标包括:同一煤层冲击地压发生次数、开采深度、开采区域内构造应力集中程度、煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数、煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离、煤的单轴抗压强度、煤的弹性能指数;
开采技术因素确定的评价指标包括:保护层的卸压程度、工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离、工作面与邻近采空区的关系、工作面长度、区段煤柱宽度、留底煤厚度、巷道停掘位置与采空区的距离、工作面停采线与采空区的距离、工作面与大断层的距离、工作面与褶曲轴的距离、工作面与煤层异常变化部分的距离;
所述步骤S1的冲击地压危险动态评价指标包括:震动场评价指标和应力场评价指标;
其中,震动场评价指标包括微震能量密度和地音能量释放率;应力场指标包括钻孔应力增量和波速异常系数。
优选地,所述根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,包括:
确定冲击地压危险静态评价指标的计算方法;
确定冲击地压危险静态评价指标的权重;
计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数;
确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数;
计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数;
所述根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数,包括:
确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法;
确定冲击地压危险动态评价指标的权重;
计算震动场评价指数和应力场评价指数;
确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数;
计算第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数。
优选地,所述冲击地压危险静态评价指标的计算方法包括:地质因素评价指标的计算方法和开采技术因素评价指标的计算方法,
其中,地质因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(1)至公式(7):
开采技术因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(8)至公式(18):
优选地,所述确定冲击地压危险静态评价指标的权重的方法为主观层次分析法、客观熵权法、博弈论中的一种或者多种;
所述计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数,包括:
按照下述公式(19)计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数:
所述确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数的方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
所述计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,包括:
按照下述公式(20)计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数:
优选地,所述确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法包括:
根据经验类比法确定震动场评价指标和应力场评价指标的上下临界值,归一化方法计算动态评价指标的计算值;
所述确定冲击地压危险动态评价指标的权重的方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论或者经验对比法中的一种或者多种;
所述计算震动场评价指数和应力场评价指数,包括:
按照下述公式(21)计算震动场评价指数和应力场评价指数:
所述确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
所述计算冲击地压危险动态评价指数,包括:
按照下述公式(22)计算冲击地压危险动态评价指数:
优选地,所述根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,包括:
对工作面实际的地质条件和开采技术条件进行分析;
确定工作面冲击地压影响因素;
利用所述静态评价方法对工作面进行评价;
所述根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,包括:
对工作面开采过程中的监测数据进行分析;
利用所述动态评价方法对工作面进行评价。
优选地,所述定期确定工作面开采中的冲击地压危险动态评价指数的周期为2周至4周。
优选地,所述耦合冲击地压危险静态评价指数和冲击地压危险动态评价指数,得到静动态耦合评价指数,包括:
按照下述计算公式(23),计算得到静动态耦合评价指数:
所述冲击地压危险静态评价指数的分配系数和所述冲击地压危险动态评价指数的分配系数的计算方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种。
优选地,所述冲击地压危险等级确定的方法为:
本发明提供的技术方案,至少包括如下有益效果:
上述方案中,建立了线性化的冲击地压危险静态评价指标并根据现场实际对各指标赋予权重,减少了静态评价结果的突变性,使采前冲击地压危险静态评价更加符合现场实际;利用现场实际监测数据动态评价工作面开采过程的震动场和应力场强弱进而评价工作面的动态冲击危险程度,最终将静动态评价结果耦合叠加,提高了冲击地压危险评价的准确性。
本发明实施例提供的冲击地压危险静动态耦合评价方法,为矿井提供了科学评价工作面冲击地压危险状态的技术手段,有效识别了冲击地压风险,有助于矿方针对性制定冲击地压灾害防治措施,最大程度降低冲击地压风险,减弱甚至消除冲击地压灾害,保障矿井安全生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种冲击地压危险静动态耦合评价方法流程图;
图2是本发明提供某矿井LW203工作面结构图;
图3是本发明实施例提供的一种冲击地压危险静动态耦合评价方法装置框图;
图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是,本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种部件或零件,但这些部件或零件不受这些术语的限制。这些术语仅用来区别一个部件或零件与另一部件或零件。术语诸如“第一”、“第二”和其他数值项在本文使用时不是暗示次序或顺序,除非由上下文清楚地指出。为了便于描述,本文使用空间相对术语,诸如“内部”、“外部”、“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“上部的”、“左”、“右”等,以描述本实施例中部件或零件的方位关系,但这些空间相对术语并不对技术特征在实际应用中的方位构成限制。
如图2,某矿井LW203工作面开采B2煤层,上覆B4煤层已开采完毕,上覆煤层和本煤层相邻工作面形成了区段煤柱、遗留煤柱等相互交错分布的复杂开采环境,受复杂地质和开采技术条件的影响,LW203工作面回采过程中冲击显现事件和大能量矿震事件时有发生,需要对工作面的冲击危险性进行评价。
如图1-图2所示,针对现有冲击地压危险评价方法存在冲击危险因素指标突变性较高、缺乏随工作面推进而动态变化等技术问题,本发明提供了一种冲击地压危险静动态耦合评价方法,用于矿井掘进或回采工作面在采前和采中的冲击地压危险评价,如图1所示,本发明的实施例针对图2所示的LW203工作面的区域③进行冲击危险性静动态耦合评价包括如下步骤:
如图1所示,S1、根据冲击地压危险静态评价指标确定静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标确定动态评价方法。
本实施例中,冲击地压危险静态评价指标包括:地质因素确定的评价指标和开采技术因素确定的评价指标。
地质因素确定的评价指标包括:同一煤层冲击地压发生次数、开采深度、开采区域内构造应力集中程度、煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数、煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离、煤的单轴抗压强度以及煤的弹性能指数。
开采技术因素确定的评价指标包括:保护层的卸压程度、工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离、工作面与邻近采空区的关系、工作面长度、区段煤柱宽度、留底煤厚度、巷道停掘位置与采空区的距离、工作面停采线与采空区的距离、工作面与大断层的距离、工作面与褶曲轴的距离、工作面与煤层异常变化部分的距离;
其中,巷道停掘位置与采空区的距离是指:向采空区掘进的巷道的停掘位置与采空区的距离;
其中,工作面停采线与采空区的距离是指:向采空区推进的工作面的停采线与采空区的距离;
其中,工作面与大断层的距离是指:工作面或巷道与落差大于3m的断层的距离;
其中,工作面与褶曲轴的距离是指:工作面或巷道与煤层倾角剧烈变化(>15°)的向斜或背斜的距离;
其中,工作面与煤层异常变化部分的距离是指:工作面或巷道与煤层侵蚀、煤层合层或煤层厚度变化等部分的距离。
在本实施例中,静态评价方法包括:
确定静态评价指标的计算方法;
确定静态评价指标的权重,一般可采用主观层次分析法、客观熵权法、博弈论中的一种或者多种;
计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数,包括:
按照下述公式(19)计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数:
确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数,可采用主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,包括:
按照下述公式(20)计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数:
其中,确定静态评价指标的计算方法包括地质因素评价指标的计算方法和开采技术因素评价指标的计算方法,
地质因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(1)至公式(7):
开采技术因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(8)至公式(18):
本实施例中,冲击地压危险动态评价指标包括:震动场评价指标和应力场评价指标;其中,震动场评价指标包括微震能量密度和地音能量释放率;应力场指标包括钻孔应力增量和波速异常系数。
本实施例中,动态评价方法包括:
确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法:根据经验类比法确定震动场评价指标和应力场评价指标的上下临界值,采用归一化方法计算动态评价指标;
确定冲击地压危险动态评价指标的权重:可采用主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
计算震动场评价指数和应力场评价指数,包括:
按照下述公式(21)计算震动场评价指数和应力场评价指数:
确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数,具体方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论或经验对比法中的一种或者多种;
计算冲击地压危险动态评价指数,包括:
按照下述公式(22)计算冲击地压危险动态评价指数:
S2、在第一预设进度时,根据静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,根据动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数。
这里针对在第一预设进度时得到的冲击地压危险静态评价指数和在第二预设进度时,得到对应的冲击地压危险动态评价指数具体分成两种情况:
第一种情况为:在工作面掘进时,根据工作面掘进时的静态评价方法,进行冲击地压危险静态评价,确定工作面掘进时的冲击地压危险静态评价指数,在工作面掘进时,根据工作面掘进时的动态评价方法,进行冲击地压危险动态评价,确定工作面掘进的冲击地压危险动态评价指数;
第二种情况为:在工作面开采前,根据静态评价方法,进行冲击地压危险静态评价,确定工作面开采前的冲击地压危险静态评价指数,在工作面开采过程中,根据动态评价方法,进行冲击地压危险动态评价,定期确定工作面开采中的冲击地压危险动态评价指数。
在上述步骤S2中有两种工作时机,一种为工作面掘进时,此时,计算工作面掘进时的冲击地压危险静态评价指数和工作面掘进时的冲击地压危险动态评价指数;另一种计算工作面开采前的冲击地压危险静态评价指数和工作面开采中的冲击地压危险动态评价指数,两种情况根据时机选取对应时机的参数。
S3、耦合冲击地压危险静态评价指数和冲击地压危险动态评价指数,得到静动态耦合评价指数;
静动态耦合评价指数的计算公式(23)包括:
其中,冲击地压危险静态评价指数的分配系数和冲击地压危险动态评价指数的分配系数的计算方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种。
S4,根据静动态耦合评价指数确定工作面的冲击地压危险等级,冲击地压危险等级确定的方法为:
如图3所示,一种冲击地压危险静动态耦合装置,包括:构建模块、评价指数计算模块、耦合模块以及危险等级输出模块;
构建模块:根据冲击地压危险静态评价指标构建静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标构建动态评价方法。
评价指数计算模块:在第一预设进度时,根据构建模块中的静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,根据构建模块中的动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数。
耦合模块:耦合评价指数计算模块得到的冲击地压危险静态评价指数和评价指数计算模块得到的冲击地压危险动态评价指数,得到静动态耦合评价指数。
危险等级输出模块,根据耦合模块输出的静动态耦合评价指数确定工作面的冲击地压危险等级并输出。
如图2,本实施例中,LW203工作面开采过程中受到的地质因素主要包含同一煤层冲击地压发生次数(A1)、开采深度(A2)、开采区域内构造应力集中程度(A3)、煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数(A4)、煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离(A5)、煤的单轴抗压强度(A6)、煤的弹性能指数(A7);受到的开采技术因素主要包括:保护层的卸压程度(B1)、工作面与邻近采空区的关系(B3)、工作面长度(B4)、区段煤柱宽度(B5)、留底煤厚度(B6)、向采空区推进的工作面的停采线与采空区的距离(B8)以及工作面或巷道与煤层倾角剧烈变化(>15°)的向斜或背斜的距离(B10)。
首先,根据冲击地压危险静态评价指标确定静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标确定动态评价方法;然后根据静态评价方法得到冲击地压危险静态评价指数,根据动态评价方法得到冲击地压危险动态评价指数;进行冲击地压危险静动态耦合评价;确定冲击地压危险等级。该方法为矿井提供科学评价工作面冲击地压危险的技术手段,可有效识别冲击地压风险,有助于矿方针对性制定冲击地压灾害防治措施,最大程度降低冲击地压风险,减弱甚至消除冲击地压灾害,保障矿井安全生产,具体操作如下:
根据LW203工作面实际地质因素和开采技术因素条件,利用静态评价方法得到地质因素评价指标和开采技术因素评价指标的计算值,见表1:
表 1
利用博弈论将主观层次分析法和客观熵权法进行综合,计算得到地质因素评价指标和开采技术因素评价指标的权重值,见表2:
表 2
通过经验类比法确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数分别为0.5和0.5;
本实施例中,进行冲击地压危险动态评价是指对工作面开采过程中的监测数据进行分析,然后利用动态评价方法进行评价。
本实施例中,定期进行冲击地压危险动态评价,定期一般取2~4周。
本实施例中,LW203工作面开采过程中,布置了微震和钻孔应力监测系统对开采期间的震动场和应力场进行监测,因此确定震动场评价指标为微震能量密度,应力场指标为钻孔应力增量;
根据经验类比法确定钻孔应力增量的上下临界值分别为2MPa和10MPa,由钻孔应力增量确定的应力场评价指标的计算方法为:
因震动场评价指标和应力场评价指标均各自包含一个指标,故震动场评价指标和应力场评价指标各自的权重均为1;
因震动场对冲击地压的影响更大,根据经验类比法确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数分别为0.6和0.4;
本实施例中,静动态耦合评价指数采用如下公式计算:;
其中,为静动态耦合评价指数,和分别为静态评价指数和动态评价指数,和分别为静态评价指数和动态评价指数的分配系数,采用主观层次分析法、客观熵权法、博
弈论或者经验对比法确定。
本实施例中,工作面冲击地压危险等级采用如表3方式确定:
表3
图3是根据一示例性实施例示出的一种冲击地压危险静动态耦合评价装置框图。参照图3,该装置包括构建模块310、评价指数计算模块320、耦合模块330以及危险等级输出模块340,其中:
构建模块310,用于根据冲击地压危险静态评价指标确定静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标确定动态评价方法;
评价指数计算模块320,用于在第一预设进度时,根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数;
耦合模块330,用于耦合冲击地压危险静态评价指数和冲击地压危险动态评价指数,得到静动态耦合评价指数;
危险等级输出模块340,用于根据所述静动态耦合评价指数确定工作面的冲击地压危险等级。
可选地,所述步骤S1的冲击地压危险静态评价指标包括:地质因素确定的评价指标和开采技术因素确定的评价指标;
其中,所述地质因素确定的评价指标包括:开采深度、开采区域内构造应力集中程度、煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数、煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离、煤的单轴抗压强度、煤的弹性能指数和同一煤层冲击地压发生次数;
开采技术因素确定的评价指标包括:保护层的卸压程度、工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离、工作面与邻近采空区的关系、工作面长度、区段煤柱宽度、留底煤厚度、向采空区掘进的巷道的停掘位置与采空区的距离、向采空区推进的工作面的停采线与采空区的距离、工作面或巷道与落差大于3m的断层的距离、工作面或巷道与煤层倾角剧烈变化的向斜或背斜的距离、工作面或巷道与煤层侵蚀以及合层或厚度变化部分的距离;
所述步骤S1的冲击地压危险动态评价指标包括:震动场评价指标和应力场评价指标;
其中,震动场评价指标包括微震能量密度和地音能量释放率;应力场指标包括钻孔应力增量和波速异常系数。
可选地,所述评价指数计算模块320,用于:
确定冲击地压危险静态评价指标的计算方法;
确定冲击地压危险静态评价指标的权重;
计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数;
确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数;
计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数;
确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法;
确定冲击地压危险动态评价指标的权重;
计算震动场评价指数和应力场评价指数;
确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数;
计算第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数。
可选地,所述冲击地压危险静态评价指标的计算方法包括:地质因素评价指标的计算方法和开采技术因素评价指标的计算方法,
其中,地质因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(1)至公式(7):
开采技术因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(8)至公式(18):
可选地,所述确定冲击地压危险静态评价指标的权重的方法为主观层次分析法、客观熵权法、博弈论中的一种或者多种;
所述评价指数计算模块320,用于:
按照下述公式(19)计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数:
所述确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数的方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
按照下述公式(20)计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数:
可选地,所述确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法包括:
根据经验类比法确定震动场评价指标和应力场评价指标的上下临界值,归一化方法计算动态评价指标;
所述确定冲击地压危险动态评价指标的权重的方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论或者经验对比法中的一种或者多种;
所述评价指数计算模块320,用于:
按照下述公式(21)计算震动场评价指数和应力场评价指数:
所述确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
按照下述公式(22)计算冲击地压危险动态评价指数:
可选地,所述评价指数计算模块320,用于:
对工作面实际的地质条件和开采技术条件进行分析;
确定工作面冲击地压影响因素;
利用所述静态评价方法对工作面进行评价;
对工作面开采过程中的监测数据进行分析;
利用所述动态评价方法对工作面进行评价。
可选地,所述定期确定工作面开采中的冲击地压危险动态评价指数的周期为2周至4周。
可选地,所述耦合模块330,用于:
按照下述计算公式(23),计算得到静动态耦合评价指数:
所述冲击地压危险静态评价指数的分配系数和所述冲击地压危险动态评价指数的分配系数的计算方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种。
可选地,所述冲击地压危险等级确定的方法为:
综上,采用本发明实施例提供的冲击地压危险静动态耦合评价方法,为矿井提供了科学评价工作面冲击地压危险状态的技术手段,有效识别了冲击地压风险,有助于矿方针对性制定冲击地压灾害防治措施,最大程度降低冲击地压风险,减弱甚至消除冲击地压灾害,保障矿井安全生产。
图4是本发明实施例提供的一种电子设备400的结构示意图,该电子设备400可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units,CPU)401和一个或一个以上的存储器402,其中,所述存储器402中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述处理器401加载并执行以实现上述一种冲击地压危险静动态耦合评价方法的步骤。
在示例性实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器,上述指令可由终端中的处理器执行以完成上述一种冲击地压危险静动态耦合评价方法。例如,所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案,实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制,凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、根据冲击地压危险静态评价指标确定静态评价方法,根据冲击地压危险动态评价指标确定动态评价方法;
S2、在第一预设进度时,根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数;
S3、耦合冲击地压危险静态评价指数和冲击地压危险动态评价指数,得到静动态耦合评价指数;
S4、根据所述静动态耦合评价指数确定工作面的冲击地压危险等级。
2.根据权利要求1所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,所述步骤S1的冲击地压危险静态评价指标包括:地质因素确定的评价指标和开采技术因素确定的评价指标;
其中,所述地质因素确定的评价指标包括:同一煤层冲击地压发生次数、开采深度、开采区域内构造应力集中程度、煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数、煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离、煤的单轴抗压强度和煤的弹性能指数;
开采技术因素确定的评价指标包括:保护层的卸压程度、工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离、工作面与邻近采空区的关系、工作面长度、区段煤柱宽度、留底煤厚度、巷道停掘位置与采空区的距离、工作面停采线与采空区的距离、工作面与大断层的距离、工作面与褶曲轴的距离和工作面与煤层异常变化部分的距离;
所述步骤S1的冲击地压危险动态评价指标包括:震动场评价指标和应力场评价指标;
其中,震动场评价指标包括微震能量密度和地音能量释放率;应力场指标包括钻孔应力增量和波速异常系数。
3.根据权利要求1所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,所述根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,确定第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,包括:
确定冲击地压危险静态评价指标的计算方法;
确定冲击地压危险静态评价指标的权重;
计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数;
确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数;
计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数;
所述根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,确定第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数,包括:
确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法;
确定冲击地压危险动态评价指标的权重;
计算震动场评价指数和应力场评价指数;
确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数;
计算第二预设进度对应的冲击地压危险动态评价指数。
4.根据权利要求3所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,所述冲击地压危险静态评价指标的计算方法包括:地质因素评价指标的计算方法和开采技术因素评价指标的计算方法,
其中,地质因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(1)至公式(7):
开采技术因素确定的评价指标的计算方法包括下述公式(8)至公式(18):
5.根据权利要求3所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,所述确定冲击地压危险静态评价指标的权重的方法为主观层次分析法、客观熵权法、博弈论中的一种或者多种;
所述计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数,包括:
按照下述公式(19)计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数:
所述确定地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的分配系数的方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
所述计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数,包括:
按照下述公式(20)计算第一预设进度对应的冲击地压危险静态评价指数:
6.根据权利要求3所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于, 所述确定冲击地压危险动态评价指标的计算方法包括:
根据经验类比法确定震动场评价指标和应力场评价指标的上下临界值,归一化方法计算动态评价指标的计算值;
所述确定冲击地压危险动态评价指标的权重的方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论或者经验对比法中的一种或者多种;
所述计算震动场评价指数和应力场评价指数,包括:
按照下述公式(21)计算震动场评价指数和应力场评价指数:
所述确定震动场评价指数和应力场评价指数的分配系数方法为:主观层次分析法、客观熵权法、博弈论、经验对比法中的一种或者多种;
所述计算冲击地压危险动态评价指数,包括:
按照下述公式(22)计算冲击地压危险动态评价指数:
7.根据权利要求1所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,所述根据所述静态评价方法进行冲击地压危险静态评价,包括:
对工作面实际的地质条件和开采技术条件进行分析;
确定工作面冲击地压影响因素;
利用所述静态评价方法对工作面进行评价;
所述根据所述动态评价方法进行冲击地压危险动态评价,包括:
对工作面开采过程中的监测数据进行分析;
利用所述动态评价方法对工作面进行评价。
8.根据权利要求1所述的冲击地压危险静动态耦合评价方法,其特征在于,所述确定工作面开采中的冲击地压危险动态评价指数的周期为2周至4周。
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