CN115392061B - 一种冲击地压危险静动态耦合评价方法 - Google Patents

一种冲击地压危险静动态耦合评价方法 Download PDF

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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

一种冲击地压危险静动态耦合评价方法
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）：
同一煤层冲击地压发生次数的指标
Figure 574932DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 554390DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 6231DEST_PATH_IMAGE003
为同一煤层冲击地压发生次数，
Figure 683331DEST_PATH_IMAGE001
为对应的指标计算值；
开采深度的指标
Figure 560020DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 458181DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 53111DEST_PATH_IMAGE006
为开采深度，
Figure 720852DEST_PATH_IMAGE004
为对应的指标计算值；
开采区域内构造应力集中程度的指标
Figure 937201DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 540352DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 862659DEST_PATH_IMAGE009
为开采区域内构造应力集中程度，
Figure 927567DEST_PATH_IMAGE010
为对应的指标计算值；
煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数
Figure 654215DEST_PATH_IMAGE011
：
Figure 428267DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 997788DEST_PATH_IMAGE013
为煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数，
Figure 741754DEST_PATH_IMAGE011
为对应的指标计算 值；
煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离的指标
Figure 463853DEST_PATH_IMAGE014
：
Figure 267861DEST_PATH_IMAGE015
其中，
Figure 836596DEST_PATH_IMAGE016
为煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离，
Figure 728460DEST_PATH_IMAGE014
为对应的指标计算值；
煤的单轴抗压强度的指标
Figure 288754DEST_PATH_IMAGE017
：
Figure 529242DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 558509DEST_PATH_IMAGE019
为煤的单轴抗压强度，
Figure 768911DEST_PATH_IMAGE017
为对应的指标计算值；
煤的弹性能指数的指标
Figure 200023DEST_PATH_IMAGE020
：
Figure 345834DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 377244DEST_PATH_IMAGE022
为煤的弹性能指数，
Figure 873560DEST_PATH_IMAGE020
为对应的指标计算值；
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）：
保护层的卸压程度的指标
Figure 549392DEST_PATH_IMAGE023
：
Figure 256317DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 650389DEST_PATH_IMAGE023
是保护层卸压程度的指标计算值；
工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离的指标
Figure 953325DEST_PATH_IMAGE025
：
Figure 342718DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure 95911DEST_PATH_IMAGE027
为工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离，
Figure 852645DEST_PATH_IMAGE025
为对应的指标计算值；
工作面与邻近采空区的关系的指标
Figure 208540DEST_PATH_IMAGE028
：
Figure 593385DEST_PATH_IMAGE029
其中，
Figure 127266DEST_PATH_IMAGE028
为工作面与邻近采空区关系的指标计算值；
工作面长度的指标
Figure 354985DEST_PATH_IMAGE030
：
Figure 731215DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 236146DEST_PATH_IMAGE032
为工作面长度，
Figure 190195DEST_PATH_IMAGE030
对应的指标计算值；
区段煤柱宽度的指标
Figure 655943DEST_PATH_IMAGE033
：
Figure 494586DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 713077DEST_PATH_IMAGE035
为区段煤柱宽度，
Figure 978974DEST_PATH_IMAGE033
为对应的指标计算值；
留底煤厚度的指标
Figure 666438DEST_PATH_IMAGE036
：
Figure 433406DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 647350DEST_PATH_IMAGE038
为留底煤厚度，
Figure 959513DEST_PATH_IMAGE036
为对应的指标计算值；
巷道停掘位置与采空区的距离的指标
Figure 383541DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 563987DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 239294DEST_PATH_IMAGE041
为巷道停掘位置与采空区的距离，
Figure 971627DEST_PATH_IMAGE042
为对应的指标计算值；
工作面停采线与采空区的距离的指标
Figure 23897DEST_PATH_IMAGE043
：
Figure 352241DEST_PATH_IMAGE044
其中，
Figure 806356DEST_PATH_IMAGE045
为工作面停采线与采空区的距离，
Figure 444011DEST_PATH_IMAGE043
为对应的指标计算值；
工作面与大断层的距离
Figure 593364DEST_PATH_IMAGE046
：
Figure 115612DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 283288DEST_PATH_IMAGE048
为工作面与大断层的距离，
Figure 108156DEST_PATH_IMAGE046
为对应的指标计算值，所述大断层为落差 大于3m的断层；
工作面与褶曲轴的距离
Figure 603859DEST_PATH_IMAGE049
：
Figure 788853DEST_PATH_IMAGE050
其中，
Figure 824417DEST_PATH_IMAGE051
为工作面与褶曲轴的距离，
Figure 679241DEST_PATH_IMAGE049
为对应的指标计算值，所述褶曲轴包括 向斜轴和背斜轴，所述褶曲轴的煤层倾角变化不小于15°；
工作面与煤层异常变化部分的距离
Figure 318033DEST_PATH_IMAGE052
：
Figure 791870DEST_PATH_IMAGE053
其中，
Figure 809505DEST_PATH_IMAGE054
为工作面与煤层异常变化部分的距离，
Figure 959864DEST_PATH_IMAGE052
为对应的指标计算值，所述 的煤层异常变化包括煤层侵蚀、煤层合层和煤层厚度变化。
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：
Figure 571105DEST_PATH_IMAGE055
其中，
Figure 973267DEST_PATH_IMAGE056
为地质因素评价指数，
Figure 389949DEST_PATH_IMAGE057
为开采技术因素评价指数，
Figure 976788DEST_PATH_IMAGE058
为静态评价 指标的权重，
Figure 199959DEST_PATH_IMAGE059
为地质因素确定的评价指标的计算值，
Figure 15599DEST_PATH_IMAGE060
为开采技术因素确定的评价指标 的计算值；
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：
Figure 866880DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure 765566DEST_PATH_IMAGE062
为冲击地压危险静态评价指数，
Figure 554662DEST_PATH_IMAGE063
为地质因素评价指数的分配系数，
Figure 423261DEST_PATH_IMAGE064
为开采技术因素评价指数的分配系数。
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：
Figure 410939DEST_PATH_IMAGE065
其中，
Figure 949368DEST_PATH_IMAGE066
为震动场评价指数，
Figure 271765DEST_PATH_IMAGE067
为应力场评价指数，
Figure 449716DEST_PATH_IMAGE068
为动态评价指标的权 重；
Figure 10010DEST_PATH_IMAGE069
为震动场评价指标的计算值；
Figure 719340DEST_PATH_IMAGE070
为应力场评价指标的计算值；
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：
Figure 14186DEST_PATH_IMAGE071
其中，
Figure 490167DEST_PATH_IMAGE072
为冲击地压危险动态评价指数，
Figure 45913DEST_PATH_IMAGE073
为震动场评价指数的分配系数，
Figure 67090DEST_PATH_IMAGE074
为应力场评价指数的分配系数。
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，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：
Figure 832921DEST_PATH_IMAGE075
其中，
Figure 332166DEST_PATH_IMAGE076
为静动态耦合评价指数，
Figure 273578DEST_PATH_IMAGE077
为冲击地压危险静态评价指数的分配系 数，
Figure 449344DEST_PATH_IMAGE078
为冲击地压危险动态评价指数的分配系数；
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：
当所述静动态耦合评价指数
Figure 843416DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 877844DEST_PATH_IMAGE079
时，确定工 作面冲击危险等级为无冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 798395DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 161375DEST_PATH_IMAGE080
时，确定工 作面冲击危险等级为弱冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 42743DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 133059DEST_PATH_IMAGE081
时，确定 工作面冲击危险等级为中等冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 783483DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 317364DEST_PATH_IMAGE082
时，确定工作 面冲击危险等级为强冲击危险。
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：
Figure 810662DEST_PATH_IMAGE055
其中，
Figure 580035DEST_PATH_IMAGE056
为地质因素评价指数，
Figure 694752DEST_PATH_IMAGE057
为开采技术因素评价指数，
Figure 914381DEST_PATH_IMAGE058
为静态评价 指标的权重，
Figure 504762DEST_PATH_IMAGE059
为地质因素确定的评价指标的计算值，
Figure 419104DEST_PATH_IMAGE060
为开采技术因素确定的评价指标 的计算值；
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：
Figure 903175DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure 44438DEST_PATH_IMAGE062
为冲击地压危险静态评价指数，
Figure 856536DEST_PATH_IMAGE063
为地质因素评价指数的分配系数，
Figure 357924DEST_PATH_IMAGE064
为开采技术因素评价指数的分配系数。
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）：
同一煤层冲击地压发生次数的指标
Figure 712814DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 884032DEST_PATH_IMAGE083
其中，
Figure 308060DEST_PATH_IMAGE003
为同一煤层冲击地压发生次数，
Figure 98293DEST_PATH_IMAGE001
为对应的指标计算值；
开采深度的指标
Figure 432322DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 633496DEST_PATH_IMAGE084
其中，
Figure 27044DEST_PATH_IMAGE006
为开采深度，
Figure 948864DEST_PATH_IMAGE004
为对应的指标计算值；
开采区域内构造应力集中程度的指标
Figure 402979DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 775054DEST_PATH_IMAGE085
其中，
Figure 189986DEST_PATH_IMAGE009
为开采区域内构造应力集中程度，
Figure 712234DEST_PATH_IMAGE007
为对应的指标计算值；
煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数的指标
Figure 879910DEST_PATH_IMAGE011
:
Figure 439199DEST_PATH_IMAGE086
其中，
Figure 934902DEST_PATH_IMAGE013
为煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数，
Figure 854317DEST_PATH_IMAGE011
为对应的指标计算 值；
煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离的指标
Figure 889881DEST_PATH_IMAGE014
:
Figure 869339DEST_PATH_IMAGE087
其中，
Figure 383497DEST_PATH_IMAGE016
为煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离，
Figure 857334DEST_PATH_IMAGE014
为对应的指标计算值；
煤的单轴抗压强度的指标
Figure 468444DEST_PATH_IMAGE017
:
Figure 25328DEST_PATH_IMAGE088
其中，
Figure 370989DEST_PATH_IMAGE019
为煤的单轴抗压强度，
Figure 897786DEST_PATH_IMAGE017
为对应的指标计算值；
煤的弹性能指数的指标
Figure 769927DEST_PATH_IMAGE020
:
Figure 373078DEST_PATH_IMAGE089
其中，
Figure 189724DEST_PATH_IMAGE022
为煤的弹性能指数，
Figure 661156DEST_PATH_IMAGE020
为对应的指标计算值；
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）：
保护层的卸压程度的指标
Figure 260240DEST_PATH_IMAGE023
:
Figure 893347DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 462869DEST_PATH_IMAGE023
是保护层卸压程度的指标计算值；
工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离的指标
Figure 347779DEST_PATH_IMAGE025
:
Figure 928933DEST_PATH_IMAGE090
其中，
Figure 857575DEST_PATH_IMAGE027
为工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离，
Figure 665125DEST_PATH_IMAGE025
为对应的指标计算值；
工作面与邻近采空区的关系的指标
Figure 212781DEST_PATH_IMAGE028
:
Figure 304234DEST_PATH_IMAGE091
其中，
Figure 888930DEST_PATH_IMAGE028
为工作面与邻近采空区关系的指标计算值；
工作面长度的指标
Figure 308410DEST_PATH_IMAGE030
:
Figure 784391DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 605716DEST_PATH_IMAGE032
为工作面长度，
Figure 358384DEST_PATH_IMAGE030
对应的指标计算值；
区段煤柱宽度的指标
Figure 124215DEST_PATH_IMAGE033
:
Figure 279253DEST_PATH_IMAGE092
其中，
Figure 564872DEST_PATH_IMAGE035
为区段煤柱宽度，
Figure 6217DEST_PATH_IMAGE033
为对应的指标计算值；
留底煤厚度的指标
Figure 400290DEST_PATH_IMAGE036
:
Figure 703226DEST_PATH_IMAGE093
其中，
Figure 623778DEST_PATH_IMAGE038
为留底煤厚度，
Figure 111391DEST_PATH_IMAGE036
为对应的指标计算值；
巷道停掘位置与采空区的距离的指标
Figure 336967DEST_PATH_IMAGE039
:
Figure 958441DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 608865DEST_PATH_IMAGE041
为巷道停掘位置与采空区的距离，
Figure 139816DEST_PATH_IMAGE042
为对应的指标计算值；
工作面停采线与采空区的距离的指标
Figure 367535DEST_PATH_IMAGE043
:
Figure 136908DEST_PATH_IMAGE094
其中，
Figure 517205DEST_PATH_IMAGE045
为工作面停采线与采空区的距离，
Figure 471254DEST_PATH_IMAGE043
为对应的指标计算值；
工作面与大断层的距离的指标
Figure 61636DEST_PATH_IMAGE046
:
Figure 510066DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 135082DEST_PATH_IMAGE095
为工作面与大断层的距离，
Figure 260033DEST_PATH_IMAGE046
为对应的指标计算值，所述的大断层是指 落差大于3m的断层；
工作面与褶曲轴的距离的指标
Figure 947497DEST_PATH_IMAGE049
:
Figure 324252DEST_PATH_IMAGE096
其中，
Figure 662830DEST_PATH_IMAGE051
为工作面与褶曲轴的距离，
Figure 308001DEST_PATH_IMAGE049
为对应的指标计算值，所述的褶曲轴包 括向斜轴和背斜轴，并且褶曲轴的煤层倾角变化不小于15°；
工作面与煤层异常变化部分的距离的指标
Figure 872975DEST_PATH_IMAGE052
:
Figure 912475DEST_PATH_IMAGE097
其中，
Figure 512083DEST_PATH_IMAGE054
为工作面与煤层异常变化部分的距离，
Figure 729569DEST_PATH_IMAGE052
为对应的指标计算值，所述 的煤层异常变化包括煤层侵蚀、煤层合层和煤层厚度变化。
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：
Figure 640894DEST_PATH_IMAGE065
其中，
Figure 359451DEST_PATH_IMAGE066
为震动场评价指数，
Figure 423353DEST_PATH_IMAGE067
为应力场评价指数，
Figure 61008DEST_PATH_IMAGE068
为动态评价指标的权 重；
Figure 334994DEST_PATH_IMAGE069
为震动场评价指标的计算值；
Figure 467029DEST_PATH_IMAGE070
为应力场评价指标的计算值；
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：
Figure 634705DEST_PATH_IMAGE071
其中，
Figure 584207DEST_PATH_IMAGE072
为冲击地压危险动态评价指数，
Figure 483505DEST_PATH_IMAGE073
为震动场评价指数的分配系数，
Figure 402920DEST_PATH_IMAGE098
为应力场评价指数的分配系数。
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：
Figure 831627DEST_PATH_IMAGE075
其中，
Figure 561817DEST_PATH_IMAGE076
为静动态耦合评价指数，
Figure 669450DEST_PATH_IMAGE077
为冲击地压危险静态评价指数的分配系 数，
Figure 533501DEST_PATH_IMAGE078
为冲击地压危险动态评价指数的分配系数。
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：
当静动态耦合评价指数
Figure 692081DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 717806DEST_PATH_IMAGE079
时，确定工作面 冲击危险等级为无冲击危险；
当静动态耦合评价指数
Figure 312735DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 855843DEST_PATH_IMAGE080
时，确定工作面 冲击危险等级为弱冲击危险；
当静动态耦合评价指数
Figure 993563DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 314823DEST_PATH_IMAGE081
时，确定工作 面冲击危险等级为中等冲击危险；
当静动态耦合评价指数
Figure 537994DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 616284DEST_PATH_IMAGE082
时，确定工作面冲 击危险等级为强冲击危险。
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
Figure 733145DEST_PATH_IMAGE099
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
Figure 100672DEST_PATH_IMAGE100
利用公式
Figure 686505DEST_PATH_IMAGE101
和
Figure 555104DEST_PATH_IMAGE102
计算得到地质因素评价指数和开采 技术因素评价指数分别为0.617和0.505；
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；
利用公式
Figure 136258DEST_PATH_IMAGE103
计算得到冲击地压危险静态评价指数为0.56。
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；
微震能量密度计算公式为：
Figure 815632DEST_PATH_IMAGE104
其中，
Figure 872450DEST_PATH_IMAGE105
为评价区域面积，
Figure 420106DEST_PATH_IMAGE106
为评价区域内累计微震能量，此处取当前时间之前2 周内的累计微震能量，计算结果为
Figure 996712DEST_PATH_IMAGE107
；
钻孔应力增量计算公式为：
Figure 237201DEST_PATH_IMAGE108
，其中，
Figure 515735DEST_PATH_IMAGE109
取当前时间之前2周 内的最大应力值，
Figure 473939DEST_PATH_IMAGE110
为钻孔应力计初始安装应力值，计算结果为
Figure 295265DEST_PATH_IMAGE111
；
根据经验类比法确定微震能量密度的上下临界值分别为
Figure 831288DEST_PATH_IMAGE112
和
Figure 738065DEST_PATH_IMAGE113
， 由微震能量密度确定的震动场评价指标的计算方法为：
Figure 502889DEST_PATH_IMAGE114
计算值为
Figure 37776DEST_PATH_IMAGE115
；
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：
Figure 620067DEST_PATH_IMAGE116
计算值为
Figure 623926DEST_PATH_IMAGE117
；
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；
利用公式
Figure 176130DEST_PATH_IMAGE118
和
Figure 972048DEST_PATH_IMAGE119
计算得到震动场评价指数和应力场 评价指数分别为0.50和0.75；
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；
利用公式
Figure 69448DEST_PATH_IMAGE120
计算得到冲击地压危险动态评价指数为0.60。
本实施例中，静动态耦合评价指数采用如下公式计算：
Figure 75450DEST_PATH_IMAGE121
； 其中，
Figure 572291DEST_PATH_IMAGE122
为静动态耦合评价指数，
Figure 829572DEST_PATH_IMAGE123
和
Figure 753666DEST_PATH_IMAGE124
分别为静态评价指数和动态评价指数，
Figure 715806DEST_PATH_IMAGE125
和
Figure 626124DEST_PATH_IMAGE126
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，取静态评价指数和动态评价指数的分配系数分别为0.5和0.5，利用 公式
Figure 396634DEST_PATH_IMAGE127
计算得到静动态耦合评价指数为0.58。
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
Figure 350683DEST_PATH_IMAGE128
根据上述表3，可确定LW203工作面区域
Figure 941065DEST_PATH_IMAGE129
当前的冲击地压危险等级为中等冲击 危险。
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）：
同一煤层冲击地压发生次数的指标
Figure 389495DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 873566DEST_PATH_IMAGE130
其中，
Figure 139462DEST_PATH_IMAGE003
为同一煤层冲击地压发生次数，
Figure 561347DEST_PATH_IMAGE001
为对应的指标计算值；
开采深度的指标
Figure 62736DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 542258DEST_PATH_IMAGE131
其中，
Figure 585913DEST_PATH_IMAGE006
为开采深度，
Figure 275521DEST_PATH_IMAGE004
为对应的指标计算值；
开采区域内构造应力集中程度的指标
Figure 190387DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 399783DEST_PATH_IMAGE132
其中，
Figure 866536DEST_PATH_IMAGE009
为开采区域内构造应力集中程度，
Figure 918806DEST_PATH_IMAGE007
为对应的指标计算值；
煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数的指标
Figure 512729DEST_PATH_IMAGE011
：
Figure 701265DEST_PATH_IMAGE133
其中，
Figure 338920DEST_PATH_IMAGE013
为煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数，
Figure 488272DEST_PATH_IMAGE011
为对应的指标计算 值；
煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离的指标
Figure 10521DEST_PATH_IMAGE014
:
Figure 178197DEST_PATH_IMAGE134
其中，
Figure 135DEST_PATH_IMAGE016
为煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离，
Figure 761417DEST_PATH_IMAGE014
为对应的指标计算值；
煤的单轴抗压强度的指标
Figure 946411DEST_PATH_IMAGE017
:
Figure 719326DEST_PATH_IMAGE135
其中，
Figure 105308DEST_PATH_IMAGE019
为煤的单轴抗压强度，
Figure 212941DEST_PATH_IMAGE017
为对应的指标计算值；
煤的弹性能指数的指标
Figure 76992DEST_PATH_IMAGE020
:
Figure 969993DEST_PATH_IMAGE136
其中，
Figure 385931DEST_PATH_IMAGE022
为煤的弹性能指数，
Figure 856227DEST_PATH_IMAGE020
为对应的指标计算值；
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）：
保护层的卸压程度的指标
Figure 399334DEST_PATH_IMAGE023
:
Figure 537055DEST_PATH_IMAGE137
其中，
Figure 858315DEST_PATH_IMAGE023
是保护层卸压程度的指标计算值；
工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离的指标
Figure 953922DEST_PATH_IMAGE025
:
Figure 894196DEST_PATH_IMAGE138
其中，
Figure 11057DEST_PATH_IMAGE027
为工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离，
Figure 519530DEST_PATH_IMAGE025
为对应的指标计算值；
工作面与邻近采空区的关系的指标
Figure 229997DEST_PATH_IMAGE028
:
Figure 833016DEST_PATH_IMAGE139
其中，
Figure 945329DEST_PATH_IMAGE028
为工作面与邻近采空区关系的指标计算值；
工作面长度的指标
Figure 359124DEST_PATH_IMAGE030
:
Figure 681521DEST_PATH_IMAGE140
其中，
Figure 963598DEST_PATH_IMAGE032
为工作面长度，
Figure 805783DEST_PATH_IMAGE030
对应的指标计算值；
区段煤柱宽度的指标
Figure 905326DEST_PATH_IMAGE033
:
Figure 324806DEST_PATH_IMAGE141
其中，
Figure 306448DEST_PATH_IMAGE035
为区段煤柱宽度，
Figure 127773DEST_PATH_IMAGE033
为对应的指标计算值；
留底煤厚度的指标
Figure 398217DEST_PATH_IMAGE036
:
Figure 180360DEST_PATH_IMAGE142
其中，
Figure 69818DEST_PATH_IMAGE038
为留底煤厚度，
Figure 870284DEST_PATH_IMAGE036
为对应的指标计算值；
巷道停掘位置与采空区的距离的指标
Figure 452575DEST_PATH_IMAGE039
:
Figure 456434DEST_PATH_IMAGE143
其中，
Figure 274218DEST_PATH_IMAGE041
为巷道停掘位置与采空区的距离，
Figure 538977DEST_PATH_IMAGE042
为对应的指标计算值；
工作面停采线与采空区的距离的指标
Figure 167535DEST_PATH_IMAGE043
:
Figure 907958DEST_PATH_IMAGE144
其中，
Figure 139220DEST_PATH_IMAGE045
为工作面停采线与采空区的距离，
Figure 396501DEST_PATH_IMAGE043
为对应的指标计算值；
工作面与大断层的距离的指标
Figure 179649DEST_PATH_IMAGE046
:
Figure 282734DEST_PATH_IMAGE145
其中，
Figure 927474DEST_PATH_IMAGE048
为工作面与大断层的距离，
Figure 25880DEST_PATH_IMAGE046
为对应的指标计算值，所述的大断层是指 落差大于3m的断层；
工作面与褶曲轴的距离的指标
Figure 465082DEST_PATH_IMAGE049
:
Figure 445677DEST_PATH_IMAGE146
其中，
Figure 18740DEST_PATH_IMAGE051
为工作面与褶曲轴的距离，
Figure 987965DEST_PATH_IMAGE049
为对应的指标计算值，所述的褶曲轴包 括向斜轴和背斜轴，并且褶曲轴的煤层倾角变化不小于15°；
工作面与煤层异常变化部分的距离的指标
Figure 378495DEST_PATH_IMAGE052
:
Figure 456172DEST_PATH_IMAGE147
其中，
Figure 705363DEST_PATH_IMAGE054
为工作面与煤层异常变化部分的距离，
Figure 43941DEST_PATH_IMAGE052
为对应的指标计算值，所述 的煤层异常变化包括煤层侵蚀、煤层合层和煤层厚度变化。
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：
Figure 480738DEST_PATH_IMAGE055
其中，
Figure 655499DEST_PATH_IMAGE056
为地质因素评价指数，
Figure 835944DEST_PATH_IMAGE057
为开采技术因素评价指数，
Figure 29028DEST_PATH_IMAGE058
为静态评价 指标的权重，
Figure 512093DEST_PATH_IMAGE059
为地质因素确定的评价指标，
Figure 298784DEST_PATH_IMAGE060
为开采技术因素确定的评价指标；
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：
Figure 141975DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure 205877DEST_PATH_IMAGE062
为冲击地压危险静态评价指数，
Figure 984477DEST_PATH_IMAGE063
为地质因素评价指数的分配系数，
Figure 383097DEST_PATH_IMAGE064
为开采技术因素评价指数的分配系数。
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：
Figure 512203DEST_PATH_IMAGE065
其中，
Figure 555245DEST_PATH_IMAGE066
为震动场评价指数，
Figure 629381DEST_PATH_IMAGE067
为应力场评价指数，
Figure 390663DEST_PATH_IMAGE068
为动态评价指标的权 重；
Figure 326389DEST_PATH_IMAGE069
为震动场评价指标；
Figure 348572DEST_PATH_IMAGE070
为应力场评价指标；
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：
Figure 468975DEST_PATH_IMAGE071
其中，
Figure 592920DEST_PATH_IMAGE072
为冲击地压危险动态评价指数，
Figure 581604DEST_PATH_IMAGE073
为震动场评价指数的分配系数，
Figure 333660DEST_PATH_IMAGE074
为应力场评价指数的分配系数。
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：
Figure 765909DEST_PATH_IMAGE075
其中，
Figure 360838DEST_PATH_IMAGE076
为静动态耦合评价指数，
Figure 28580DEST_PATH_IMAGE077
为冲击地压危险静态评价指数的分配系 数，
Figure 507579DEST_PATH_IMAGE078
为冲击地压危险动态评价指数的分配系数；
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：
当所述静动态耦合评价指数
Figure 235363DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 317589DEST_PATH_IMAGE079
时，确定工 作面冲击危险等级为无冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 398808DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 391035DEST_PATH_IMAGE080
时，确定工 作面冲击危险等级为弱冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 148775DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 593663DEST_PATH_IMAGE081
时，确定 工作面冲击危险等级为中等冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 478574DEST_PATH_IMAGE076
的数值满足：
Figure 449941DEST_PATH_IMAGE082
时，确定工作 面冲击危险等级为强冲击危险。
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 (8)

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；
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；
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：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 638620DEST_PATH_IMAGE002
为静动态耦合评价指数，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为冲击地压危险静态评价指数的分配系数，
Figure 276275DEST_PATH_IMAGE004
为冲击地压危险动态评价指数的分配系数；
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。
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）：
同一煤层冲击地压发生次数的指标
Figure DEST_PATH_IMAGE005
：
Figure 924163DEST_PATH_IMAGE006
其中，n为同一煤层冲击地压发生次数，
Figure 446411DEST_PATH_IMAGE005
为对应的指标计算值；
开采深度的指标
Figure DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 614087DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 438955DEST_PATH_IMAGE009
为开采深度，
Figure 200237DEST_PATH_IMAGE007
为对应的指标计算值；
开采区域内构造应力集中程度的指标
Figure 791756DEST_PATH_IMAGE010
：
Figure 79518DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 465500DEST_PATH_IMAGE012
为开采区域内构造应力集中程度，
Figure 344770DEST_PATH_IMAGE013
为对应的指标计算值；
煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数
Figure 208821DEST_PATH_IMAGE014
：
Figure 492034DEST_PATH_IMAGE015
其中，
Figure 907972DEST_PATH_IMAGE016
为煤层上方100m范围内顶板岩层厚度特征参数，
Figure 909426DEST_PATH_IMAGE014
为对应的指标计算值；
煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离的指标
Figure 186955DEST_PATH_IMAGE017
：
Figure 590254DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 177094DEST_PATH_IMAGE019
为煤层距上覆坚硬厚层岩层的距离，
Figure 400265DEST_PATH_IMAGE017
为对应的指标计算值；
煤的单轴抗压强度的指标
Figure 245599DEST_PATH_IMAGE020
：
Figure 503405DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 136511DEST_PATH_IMAGE022
为煤的单轴抗压强度，
Figure 971612DEST_PATH_IMAGE020
为对应的指标计算值；
煤的弹性能指数的指标
Figure 981156DEST_PATH_IMAGE023
：
Figure 968835DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 38422DEST_PATH_IMAGE025
为煤的弹性能指数，
Figure 236185DEST_PATH_IMAGE023
为对应的指标计算值；
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）：
保护层的卸压程度的指标
Figure 174054DEST_PATH_IMAGE026
：
Figure 406453DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 492614DEST_PATH_IMAGE026
是保护层卸压程度的指标计算值；
工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离的指标
Figure 771148DEST_PATH_IMAGE028
：
Figure 388074DEST_PATH_IMAGE029
其中，
Figure 84766DEST_PATH_IMAGE030
为工作面距保护层开采遗留煤柱的水平距离，
Figure 230577DEST_PATH_IMAGE028
为对应的指标计算值；
工作面与邻近采空区的关系的指标
Figure 261987DEST_PATH_IMAGE031
：
Figure 682604DEST_PATH_IMAGE032
其中，
Figure 358436DEST_PATH_IMAGE031
为工作面与邻近采空区关系的指标计算值；
工作面长度的指标
Figure 580207DEST_PATH_IMAGE033
：
Figure 974279DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 933008DEST_PATH_IMAGE035
为工作面长度，
Figure 853560DEST_PATH_IMAGE033
对应的指标计算值；
区段煤柱宽度的指标
Figure 872331DEST_PATH_IMAGE036
：
Figure 363487DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 125906DEST_PATH_IMAGE038
为区段煤柱宽度，
Figure 776330DEST_PATH_IMAGE036
为对应的指标计算值；
留底煤厚度的指标
Figure 90637DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 459302DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 759833DEST_PATH_IMAGE041
为留底煤厚度，
Figure 641595DEST_PATH_IMAGE039
为对应的指标计算值；
巷道停掘位置与采空区的距离的指标
Figure 736590DEST_PATH_IMAGE042
：
Figure 717184DEST_PATH_IMAGE043
其中，
Figure 555827DEST_PATH_IMAGE044
为巷道停掘位置与采空区的距离，
Figure 446423DEST_PATH_IMAGE045
为对应的指标计算值；
工作面停采线与采空区的距离的指标
Figure 587685DEST_PATH_IMAGE046
：
Figure 930942DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 432330DEST_PATH_IMAGE048
为工作面停采线与采空区的距离，
Figure 177432DEST_PATH_IMAGE046
为对应的指标计算值；
工作面与大断层的距离
Figure 614230DEST_PATH_IMAGE049
：
Figure 818684DEST_PATH_IMAGE050
其中，
Figure 999130DEST_PATH_IMAGE051
为工作面与大断层的距离，
Figure 864317DEST_PATH_IMAGE049
为对应的指标计算值，所述大断层为落差大于3m的断层；
工作面与褶曲轴的距离
Figure 596650DEST_PATH_IMAGE052
：
Figure 383340DEST_PATH_IMAGE053
其中，
Figure 508422DEST_PATH_IMAGE054
为工作面与褶曲轴的距离，
Figure 228117DEST_PATH_IMAGE052
为对应的指标计算值，所述褶曲轴包括向斜轴和背斜轴，所述褶曲轴的煤层倾角变化不小于15°；
工作面与煤层异常变化部分的距离
Figure 6717DEST_PATH_IMAGE055
：
Figure 670916DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 193165DEST_PATH_IMAGE057
为工作面与煤层异常变化部分的距离，
Figure 878617DEST_PATH_IMAGE055
为对应的指标计算值，所述的煤层异常变化包括煤层侵蚀、煤层合层和煤层厚度变化。
4.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：
Figure 93698DEST_PATH_IMAGE058
其中，
Figure 120560DEST_PATH_IMAGE059
为地质因素评价指数，
Figure 571133DEST_PATH_IMAGE060
为开采技术因素评价指数，
Figure 999840DEST_PATH_IMAGE061
为静态评价指标的权重，
Figure 385822DEST_PATH_IMAGE062
为地质因素确定的评价指标的计算值，
Figure 509767DEST_PATH_IMAGE063
为开采技术因素确定的评价指标的计算值；
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：
Figure 639397DEST_PATH_IMAGE064
其中，
Figure 47244DEST_PATH_IMAGE065
为冲击地压危险静态评价指数，
Figure 338549DEST_PATH_IMAGE066
为地质因素评价指数的分配系数，
Figure 340003DEST_PATH_IMAGE067
为开采技术因素评价指数的分配系数。
5.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：
Figure 381646DEST_PATH_IMAGE068
其中，
Figure 784945DEST_PATH_IMAGE069
为震动场评价指数，
Figure 371784DEST_PATH_IMAGE070
为应力场评价指数，
Figure 860534DEST_PATH_IMAGE071
为动态评价指标的权重；
Figure 331967DEST_PATH_IMAGE072
为震动场评价指标的计算值；
Figure 465139DEST_PATH_IMAGE073
为应力场评价指标的计算值；
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：
Figure 98246DEST_PATH_IMAGE074
其中，
Figure 74292DEST_PATH_IMAGE075
为冲击地压危险动态评价指数，
Figure 474050DEST_PATH_IMAGE076
为震动场评价指数的分配系数，
Figure 320783DEST_PATH_IMAGE077
为应力场评价指数的分配系数。
6.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。
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。
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，所述冲击地压危险等级确定的方法为：
当所述静动态耦合评价指数
Figure 247761DEST_PATH_IMAGE078
的数值满足：
Figure 445525DEST_PATH_IMAGE079
时，确定工作面冲击危险等级为无冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 383394DEST_PATH_IMAGE078
的数值满足：
Figure 350213DEST_PATH_IMAGE080
时，确定工作面冲击危险等级为弱冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 466067DEST_PATH_IMAGE078
的数值满足：
Figure 885547DEST_PATH_IMAGE081
时，确定工作面冲击危险等级为中等冲击危险；
当所述静动态耦合评价指数
Figure 502473DEST_PATH_IMAGE078
的数值满足：
Figure 448433DEST_PATH_IMAGE082
时，确定工作面冲击危险等级为强冲击危险。
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