CN116753026B - 煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备 - Google Patents

煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备 Download PDF

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CN116753026B CN202310531801.XA CN202310531801A CN116753026B CN 116753026 B CN116753026 B CN 116753026B CN 202310531801 A CN202310531801 A CN 202310531801A CN 116753026 B CN116753026 B CN 116753026B
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Shaanxi Coal And Chemical Industry Group Shenmu Hongliu Mining Industry Co ltd
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Inner Mongolia Institute Of Mining University Beijing
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Abstract

本申请提供一种煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备，所述方法包括：获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据；根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量；根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。

Description

煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备
技术领域
本申请涉及煤矿防治水技术领域，尤其涉及一种煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备。
背景技术
随着煤炭开采向西部转移，开采深度越来越大，受到煤层顶板含水层的影响，煤矿水害特别是离层水害事故时有发生。煤矿顶板离层突水事故具有涌突水量大、突水征兆不明显及破坏性大等特点，一旦发生将造成严重人员伤亡及重大经济损失。煤矿顶板离层水害防治重点在防，因而对具有离层水害隐患的开采工作面事先进行离层发育的判别并采取相应的防治水措施是很有必要的。
对于离层积水，由于其隐蔽性强，常用的数值模拟和分析方法对离层发育的判别准确性不够，常规钻探受限于现场条件且成本又太高。因此，如何准确判别采空区顶板离层发育成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备，以解决对煤矿顶板离层进行辨识的问题。
基于上述目的，本申请提供了一种煤矿离层发育状态的辨识方法，包括：
获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据；
根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量；
根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
在一种可能的实现方式中，所述煤矿离层发育状态包括：不存在离层发育和存在离层发育；
所述根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态，包括：
响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值小于预设差值，确定所述煤矿不存在离层发育；
响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值大于预设差值，确定所述煤矿存在离层发育。
在一种可能的实现方式中，所述获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据，包括：
确定所述预设时间间隔的起始时刻所述煤矿地表的第一地面坐标；
确定所述预设时间间隔的结束时刻所述煤矿地表的第二地面坐标；
根据所述第一地面坐标以及所述第二地面坐标确定所述沉降变化数据。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
计算所述垮落带的最大发育高度：
其中，P为垮落岩体的压力强度，单位为Pa；γi为第i层垮落岩体的容重，单位为N/m3；si为第i层垮落岩体的厚度，单位为m；n为垮落岩体的总层数；P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度；γn为第n层垮落岩体的容重，H为垮落带的最大发育高度。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述最大发育高度计算所述垮落带的总应力：
σij＝(1-r0)P0+r0p0
其中，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，H为垮落带的最大发育高度，r0为煤矿采空区的立方体范围内块体的初始孔隙度，P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度，p0为所述垮落带的最大发育高度时采空区内的孔隙水压力，σij为垮落带的总应力。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述总应力计算所述垮落带的高度下降量：
其中，Pi为岩石应力变化数据，pi为水压变化数据，σij为垮落带的总应力，H为垮落带的最大发育高度，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，Δh为垮落带的高度下降量。
在一种可能的实现方式中，所述响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值大于预设差值，确定所述煤矿存在离层发育之后，所述方法还包括：
将所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值作为所述煤矿的离层高度。
基于同样的目的，本申请还提出了一种煤矿离层发育状态的辨识装置，包括：
获取模块，被配置为获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据；
计算模块，被配置为根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量；
辨识模块，被配置为根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
基于上述目的，本申请还提供了一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如上述任意一项所述的煤矿离层发育状态的辨识方法。
基于上述目的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任意一项所述的煤矿离层发育状态的辨识方法。
从上面所述可以看出，本申请提供的煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备，首先获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据，进一步地，根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量，最后，根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。本申请能够综合利用垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据，监测垮落带的高度变化，对比分析垮落带的高度变化量和地表沉降量可有效降低离层发育判别成本，能够准确判别离层发育情况，降低离层水害事故发生的概率，显著提高煤矿生产的安全性，进一步促进煤炭行业发展。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请，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为本申请实施例提供的煤矿离层发育状态示意图。
图2为本申请实施例提供的煤矿离层发育状态的辨识方法的流程示意图。
图3为本申请实施例提供的煤矿离层发育状态的辨识装置示意图。
图4为本申请实施例提供的电子设备硬件结构示意图示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如背景技术部分所述，在厚煤层推采过程中，采空区冒落带上覆岩层渐渐下沉，由于岩性的差异，不同岩性的岩石沉降速度不同，逐渐离层形成空腔。与此同时，沉降地层由下向上产生大量裂隙，并不断向上延伸，贯穿侏罗纪直罗组、白垩纪洛河组等主要含水层，含水层的砂岩孔隙水沿着导水裂隙逐渐向离层空腔汇集。由于泥岩地层具有一定的隔水作用，离层空腔积水会随着时间推移越积越多，积水量越来越大，对底部岩石的作用力也越来越强。随着采矿活动引发的覆岩破坏等持续进行，当空腔积水的重力与空腔底部岩层的支撑力之间的平衡被打破时，离层水会突破离层空腔底部岩石最薄弱的部位突然溃出，从采空区涌入工作面(一般多从两端头或工作面低凹处涌入工作面)，形成突水事故。离层水来势凶猛，可能在很短时间内造成严重水害事故，甚至还会带来瓦斯超限等次生灾害风险。
申请人在实现本申请的过程中发现，对于离层积水，由于其隐蔽性强，常用的数值模拟和分析方法对离层发育的判别准确性不够，常规钻探受限于现场条件且成本又太高。因此，如何准确判别采空区顶板离层发育成为亟待解决的问题。
以下，通过具体的实施例进一步详细说明本申请的技术方案。
参考图1，为本申请实施例提供的煤矿离层发育状态示意图。
在地下煤矿开采过程中，由于岩层的不均匀沉降，先在岩层接触面形成水平裂隙，后期随着采煤工作面的继续推进，采空区面积扩大，岩层的跨度、下沉量增加，最终发生拉张破断，形成竖向裂隙，同时，部分水平裂隙被破坏。而没有被竖向裂隙贯穿的水平裂隙是封闭的，即离层空间，可作为储水空间，并在积水后形成离层水。
在本申请实施例中，可以通过在煤矿开采工作面中线上的地表布设岩移监测站来测量煤矿地表的沉降变化数据，或者采用无人机摄影技术对地表进行持续监测来确定沉降变化数据，采用无人机摄影技术能够大幅提高对地表沉降量监测的准确性。在采空区底板中线上埋设垮落带岩石应力测量装置和水压测量装置，应力测量装置可以于煤矿开采前随开采进度等间距地布设在采空区底板中线上。
在具体实施中，应力测量装置直接置于采空区底部，数据线置于防水保护套管中与主机相连。水压测量装置中压力式水位计可沿防水套管移动，监测任意位置水位。
参考图2，为本申请实施例提供的煤矿离层发育状态的辨识方法的流程示意图。
步骤S201，获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据。
作为一个可选的实施例，可以通过无人机对工作面进行持续摄影监测，对采集到的工作面地表影像对比处理即可获得地表沉降变化数据。或者，岩移监测站可以持续获得岩移桩的地表坐标，通过计算坐标Z轴方向的变化量即可获得地表沉降变化数据。
具体地，可以确定一个预设的检测时间段，通过岩移监测站确定预设时间间隔的起始时刻煤矿地表的岩移桩的第一地面坐标，进一步地，通过岩移监测站确定预设时间间隔的结束时刻煤矿地表的岩移桩的第二地面坐标，根据第一地面坐标以及第二地面坐标确定煤矿地表的沉降变化数据。
作为一个可选的实施例，当垮落带岩石发生变动时，会积压预先布置的应力测量装置，且测试装置均匀布设有通孔，地下水可以通过通孔流灌。因此，可以通过数据线和数据采集主机监测垮落带岩石应力变化数据和水压变化数据。
步骤S202，根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量。
作为一个可选的实施例，可以首先计算垮落带的最大发育高度。
垮落岩体的压力强度等于垮落各岩层容重与其厚度的乘积，即：
其中，P为垮落岩体的压力强度，单位为Pa；γi为第i层垮落岩体的容重，单位为N/m3；si为第i层垮落岩体的厚度，单位为m；n为垮落岩体的总层数。
基于此原理，由于垮落岩层岩体的容重可由工程地质探测钻孔取芯测试测得，因此在具体实施中只需测得垮落岩体的压力强度即可求得垮落带的最大发育高度。即，当垮落带底板所受的压力强度P在一段时间内保持稳定(计为P0)，且小于等于第1～n层岩层的压力强度之和时，垮落带的最大发育高度H可以通过以下公式计算：
其中，P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度；γn为第n层垮落岩体的容重，H为垮落带的最大发育高度。
进一步地，根据所述最大发育高度计算所述垮落带的总应力：
由于垮落带填充有碎石，属于多孔介质，多孔介质有效应力原理为：
σij＝(1-r)σij s+rpδij
其中，σij为总应力，单位为Pa；r为多孔介质的孔隙度；σij s为固体颗粒之间的应力，即垮落带岩块之间的应力，也即应力测试装置测得的应力，单位为Pa；p为孔隙流体压力，即垮落带中孔隙水压力，也即水压测试设备测得的应力，单位为Pa；δij为内罗内克函数，当i＝j时，δij＝1，i≠j时，δij＝0。
进一步地，可以定义固体颗粒骨架的有效应力为(Terzaghi有效应力)σij'＝(1-r)σij s，则Terzaghi有效应力可表示为：
σij'＝σij-rpδij
在具体实施中，当垮落带发育至最高处时，视此时的采空区孔隙度为多孔介质初始孔隙度。此时，以应力测试装置为底端，以垮落带层顶为顶端的立方体范围内块体(计为V)的初始孔隙度r0可用以下公式计算：
其中，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，H为垮落带的最大发育高度，r0为煤矿采空区的立方体范围内块体的初始孔隙度。
此时，垮落带的总应力可以通过以下公式计算：
σij＝(1-r0)P0+r0p0
其中，P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度，p0为所述垮落带的最大发育高度时采空区内的孔隙水压力，σij为垮落带的总应力。
随着煤矿的开采，垮落带会被逐渐压密，在此过程中，可视为总应力σij不变，孔隙度r逐渐变小，固体颗粒之间应力σij s和孔隙水压力p持续变化。
此时，某时刻i的孔隙度ri可由通过以下公式计算：
其中，Pi为岩石应力变化数据，pi为水压变化数据，σij为垮落带的总应力。
孔隙比ε和孔隙度r之间的关系为：
进一步，可以根据某时刻i的孔隙度ri以及孔隙比ε和孔隙度r之间的关系可以得到垮落带压密过程中某时刻i所对应的块体V的孔隙体积Vi，通过以下公式表示：
其中，A为应力测试装置表面积。
进一步地，Vi与垮落带高度发育最大时刻所对应的孔隙体积之差ΔV为：
结合应力测试装置表面积数值，可以得到时刻i应力测试装置处垮落带下降高度Δh为：
其中，Pi为岩石应力变化数据，pi为水压变化数据，σij为垮落带的总应力，H为垮落带的最大发育高度，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，Δh为垮落带的高度下降量。
步骤S203，根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
作为一个可选的实施例，以辨识离层是否存在的角度，煤矿离层发育状态包括不存在离层发育和存在离层发育；
当确定高度下降量以及沉降变化数据后，可以根据高度下降量以及沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
结合测量误差和实际情况，高度下降量以及沉降变化数据可能存在误差，因此可以设置根据实际情况设计一预设差值，预设差值可以根据当前煤矿开采程度、煤矿地质以及地理位置灵活设定。若高度下降量与沉降变化数据之间的差值小于预设差值，则可以确定煤矿不存在离层发育。若高度下降量与沉降变化数据之间的差值大于预设差值，则可以确定煤矿存在离层发育。
作为一个可选的实施例，若确定煤矿存在离层发育，还可以进一步估算该离层的发育程度，可以将高度下降量与沉降变化数据之间的差值作为煤矿的离层高度，以判定该离层的发育程度。
在具体实施中，本申请还可以根据离层发育状态对离层水害的发生进行预测，当离层发育带预警状态时，可以及时对离层进行防治处理，避免水害事件的发生。此外，由于煤层顶板覆岩离层水突水是一个由离层的形成、发展、积水，到突水及新的离层形成是一个动态过程，因此本申请还可以根据离层发育状态对离层水害的形成周期进行预测，进一步预防离层水害的发生。
从上面所述可以看出，本申请提供的煤矿离层发育状态的辨识方法以及相关设备，首先获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据，进一步地，根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量，最后，根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。本申请能够综合利用垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据，监测垮落带的高度变化，对比分析垮落带的高度变化量和地表沉降量可有效降低离层发育判别成本，能够准确判别离层发育情况，降低离层水害事故发生的概率，显著提高煤矿生产的安全性，进一步促进煤炭行业发展。
需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种煤矿离层发育状态的辨识装置。
参考图3，为本申请实施例提供的煤矿离层发育状态的辨识装置示意图。
所述装置包括：
获取模块301，被配置为获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据；
计算模块302，被配置为根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量；
辨识模块303，被配置为根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
可选的，所述煤矿离层发育状态包括：不存在离层发育和存在离层发育；
所述辨识模块303，还被配置为：
响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值小于预设差值，确定所述煤矿不存在离层发育；
响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值大于预设差值，确定所述煤矿存在离层发育。
可选的，所述获取模块301，还被配置为：
确定所述预设时间间隔的起始时刻所述煤矿地表的第一地面坐标；
确定所述预设时间间隔的结束时刻所述煤矿地表的第二地面坐标；
根据所述第一地面坐标以及所述第二地面坐标确定所述沉降变化数据。
可选的，所述计算模块302，还被配置为：
计算所述垮落带的最大发育高度：
其中，P为垮落岩体的压力强度，单位为Pa；γi为第i层垮落岩体的容重，单位为N/m3；si为第i层垮落岩体的厚度，单位为m；n为垮落岩体的总层数；P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度；γn为第n层垮落岩体的容重，H为垮落带的最大发育高度。
可选的，所述计算模块302，还被配置为：
根据所述最大发育高度计算所述垮落带的总应力：
σij＝(1-r0)P0+r0p0
其中，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，H为垮落带的最大发育高度，r0为煤矿采空区的立方体范围内块体的初始孔隙度，P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度，p0为所述垮落带的最大发育高度时采空区内的孔隙水压力，σij为垮落带的总应力。
可选的，所述计算模块302，还被配置为：
根据所述总应力计算所述垮落带的高度下降量：
其中，Pi为岩石应力变化数据，pi为水压变化数据，σij为垮落带的总应力，H为垮落带的最大发育高度，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，Δh为垮落带的高度下降量。
可选的，所述辨识模块303，还被配置为：
将所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值作为所述煤矿的离层高度。
为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的系统用于实现前述任一实施例中相应的煤矿离层发育状态的辨识方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的煤矿离层发育状态的辨识方法。
图4示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述实施例中相应的煤矿离层发育状态的辨识方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤矿离层发育状态的辨识方法，其特征在于，包括：
获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据；
根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量，包括：
计算所述垮落带的最大发育高度：
其中，P为垮落岩体的压力强度，单位为Pa；γi为第i层垮落岩体的容重，单位为N/m3；si为第i层垮落岩体的厚度，单位为m；n为垮落岩体的总层数；P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度；γn为第n层垮落岩体的容重，H为垮落带的最大发育高度；
根据所述最大发育高度计算所述垮落带的总应力：
σij＝(1-r0)P0+r0p0
其中，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，H为垮落带的最大发育高度，r0为煤矿采空区的立方体范围内块体的初始孔隙度，P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度，p0为所述垮落带的最大发育高度时采空区内的孔隙水压力，σij为垮落带的总应力；
根据所述总应力计算所述垮落带的高度下降量：
其中，Pi为岩石应力变化数据，pi为水压变化数据，σij为垮落带的总应力，H为垮落带的最大发育高度，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，Δh为垮落带的高度下降量；
根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤矿离层发育状态包括：不存在离层发育和存在离层发育；
所述根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态，包括：
响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值小于预设差值，确定所述煤矿不存在离层发育；
响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值大于预设差值，确定所述煤矿存在离层发育。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据，包括：
确定所述预设时间间隔的起始时刻所述煤矿地表的第一地面坐标；
确定所述预设时间间隔的结束时刻所述煤矿地表的第二地面坐标；
根据所述第一地面坐标以及所述第二地面坐标确定所述沉降变化数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述响应于所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值大于预设差值，确定所述煤矿存在离层发育之后，所述方法还包括：
将所述高度下降量与所述沉降变化数据之间的差值作为所述煤矿的离层高度。
5.一种煤矿离层发育状态的辨识装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为获取预设时间间隔内煤矿地表的沉降变化数据、与所述煤矿地表相应的垮落带的岩石应力变化数据以及水压变化数据；
计算模块，被配置为根据所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据确定所述垮落带的高度下降量，包括：
计算所述垮落带的最大发育高度：
其中，P为垮落岩体的压力强度，单位为Pa；γi为第i层垮落岩体的容重，单位为N/m3；si为第i层垮落岩体的厚度，单位为m；n为垮落岩体的总层数；P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度；γn为第n层垮落岩体的容重，H为垮落带的最大发育高度；
根据所述最大发育高度计算所述垮落带的总应力：
σij＝(1-r0)P0+r0p0
其中，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，H为垮落带的最大发育高度，r0为煤矿采空区的立方体范围内块体的初始孔隙度，P0为垮落带底板在预设时间间隔内所受的稳定压力强度，p0为所述垮落带的最大发育高度时采空区内的孔隙水压力，σij为垮落带的总应力；
根据所述总应力计算所述垮落带的高度下降量：
其中，Pi为岩石应力变化数据，pi为水压变化数据，σij为垮落带的总应力，H为垮落带的最大发育高度，M为测量所述岩石应力变化数据以及所述水压变化数据的测试装置位于所述煤矿地表的煤层采高，Δh为垮落带的高度下降量；
辨识模块，被配置为根据所述高度下降量以及所述沉降变化数据确定煤矿离层发育状态。
6.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任意一项所述的方法。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至4任一所述方法。
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