基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法及装置制造方法及图纸

本申请关于一种基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法及装置。具体方案为：按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多个目标分层，基于所述多个目标分层确定目标检测面，分别在目标检测面上确定多个测点和测点各自的水平坐标值。分别获取目标区域的波速分布信息、测点各自的煤岩体密度数据、测点各自的波速数据和测点各自的垂直应力数据。基于测点各自的煤岩体密度数据、测点各自对应的波速数据、测点各自的垂直应力数据与目标区域的波速梯度之间的对应关系，分别确定多个目标分层各自的垂直应力分布信息。基于多个目标分层各自的垂直应力分布信息，确定目标区域的垂直应力分布信息。本申请可以确定采煤区域的连续垂直应力分布情况。直应力分布情况。直应力分布情况。

【技术实现步骤摘要】
基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法及装置


[0001]本申请涉及煤矿地下工程区域地应力实测
，尤其涉及一种基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法及装置。

技术介绍

[0002]相关技术中，煤岩体物性变异特征突出，同时受到煤层起伏变化及地质构造影响，选择个别位置进行测量的局部垂直应力难以满足工程需要。地震波CT技术可实现工作面较大范围区域探测，其原理是通过地震波在煤岩体中的传播速度变化特性来反映该区域相对应力积聚分布情况，但无法获得区域垂直应力的连续数值。

技术实现思路

[0003]为此，本申请提供一种基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法及装置。本申请的技术方案如下：
[0004]根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法，所述方法包括：
[0005]按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多个目标分层，基于所述多个目标分层确定多个目标检测面，分别在每个目标检测面上确定多个测点和所述多个测点各自的三维坐标；
[0006]分别获取所述目标区域的波速分布信息、所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自的波速数据和所述多个测点各自的垂直应力数据；其中，所述波速分布信息包括波速分布云图和波速梯度信息；
[0007]基于所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自对应的波速数据、所述多个测点各自的垂直应力数据与所述目标区域的波速梯度之间的对应关系，分别确定所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息；其中，所述垂直应力分布信息包括垂直应力分布云图和垂直应力信息；
[0008]基于所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息，确定所述目标区域的垂直应力分布信息。
[0009]根据本申请的一个实施例，所述基于所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自对应的波速数据、所述多个测点各自的垂直应力数据与所述目标区域的波速梯度之间的对应关系，分别确定所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息，包括：
[0010]针对每个目标分层，基于所述目标分层中多个测点各自的煤岩体密度数据、多个测点各自对应的波速数据、多个测点各自的垂直应力数据与所述目标分层的波速梯度之间的对应关系，确定每个波速数据各自对应的垂直应力数据；
[0011]基于每个波速数据各自对应的垂直应力数据，将所述波速分布云图中的波速分布数据替换为垂直应力分布数据，以得到所述目标分层的垂直应力分布云图。
[0012]根据本申请的一个实施例，所述按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多
个目标分层，基于所述多个目标分层确定多个目标检测面，包括：
[0013]分别获取每个目标分层的厚度；
[0014]基于每个目标分层的厚度，分别将每个目标分层的中间位置确定为一个目标检测面；
[0015]分别将每两个相邻目标分层之间的分界面确定为一个目标检测面；
[0016]基于所述每个目标分层的厚度，分别确定每个所述目标检测面的z轴坐标。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多个目标分层，包括：
[0018]获取所述目标区域的煤层总厚度；
[0019]获取预设目标分层数；
[0020]将所述煤层总厚度除以所述预设目标分层数，得到每个目标分层的煤层厚度。
[0021]根据本申请的一个实施例，所述目标区域的波速分布信息通过以下方法得到：
[0022]分别在每个目标分层的中间位置确定一个激发点；每个所述激发点的x轴坐标相同；每个所述激发点的y轴坐标相同；每个所述激发点均位于地震波激发端巷道靠近地震波接收端巷道的一侧；
[0023]分别在每个目标分层的中间位置确定一个接收点；每个所述接收点的x轴坐标相同；每个所述接收点的y轴坐标相同；每个所述接收点均位于地震波接收端巷道靠近工作面的一侧；
[0024]分别获取每个目标分层对应的接收端检波器发送的地震波数据；
[0025]基于每个目标分层对应的地震波数据，确定所述目标区域的波速分布信息。
[0026]根据本申请的一个实施例，所述基于所述多个煤层各自的垂直应力分布信息，确定所述目标区域的垂直应力分布信息，还包括：
[0027]基于所述多个测点各自的三维坐标，将z轴坐标值相同的测点划分为一个分组；
[0028]针对每个分组，基于所述多个测点各自的垂直应力数据，分别确定每两个相邻测点之间的垂直应力差值；
[0029]基于每两个相邻测点之间的垂直应力差值，分别计算每个测点各自的沿z轴方向的垂直应力变化率；
[0030]沿z轴方向对所述测点的垂直应力变化率进行积分处理，得到积分结果；
[0031]基于每个测点的积分结果，确定每个测点与其在z轴方向上相邻测点之间的垂直应力连续函数表达式；
[0032]将每个分组中多个测点各自的垂直应力连续函数表达式进行合并处理，以得到每个分组各自的垂直应力函数表达式；
[0033]根据每个分组各自的垂直应力函数表达式，确定所述目标区域的垂直应力分布信息。
[0034]根据本申请的一个实施例，所述分别在每个目标检测面上确定多个测点和所述多个测点各自的三维坐标，包括：
[0035]针对每个目标检测面，将所述目标分层均匀划分成多个区块，分别确定所述多个区块各自的坐标区域；
[0036]将所述多个区块各自的坐标区域与预设区域进行比对，响应于所述坐标区域落入
预设坐标区域内，去除该坐标区域对应的区块，以得到所述多个区块；其中，所述预设坐标区域为波速异常区域；
[0037]基于所述多个区块各自的坐标区域，分别确定所述多个区块各自的中心点坐标；
[0038]将所述多个区块各自的中心点坐标对应的点确定为所述目标检测面的测点。
[0039]根据本申请实施例的第二方面，提供一种基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定装置，所述装置包括：
[0040]第一确定模块，用于按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多个目标分层，基于所述多个目标分层确定多个目标检测面，分别在每个目标检测面上确定多个测点和所述多个测点各自的三维坐标；
[0041]获取模块，用于分别获取所述目标区域的波速分布信息、所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自的波速数据和所述多个测点各自的垂直应力数据；其中，所述波速分布信息包括波速分布云图和波速梯度信息；
[0042]第二确定模块，用于基于所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自对应的波速数据、所述多个测点各自的垂直应力数据与所述目标区域的波速梯度之间的对应关系，分别确定所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息；其中，所述垂直应力分布信息包括垂直应力分布云图和垂直应力信息；
[0043]第三确定模块，用于基于所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息，确定所述目标区域的垂直应力分布信息。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点面原位数据融合的区域垂直应力确定方法，其特征在于，所述方法包括：按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多个目标分层，基于所述多个目标分层确定多个目标检测面，分别在每个目标检测面上确定多个测点和所述多个测点各自的三维坐标；分别获取所述目标区域的波速分布信息、所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自的波速数据和所述多个测点各自的垂直应力数据；其中，所述波速分布信息包括波速分布云图和波速梯度信息；基于所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自对应的波速数据、所述多个测点各自的垂直应力数据与所述目标区域的波速梯度之间的对应关系，分别确定所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息；其中，所述垂直应力分布信息包括垂直应力分布云图和垂直应力信息；基于所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息，确定所述目标区域的垂直应力分布信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个测点各自的煤岩体密度数据、所述多个测点各自对应的波速数据、所述多个测点各自的垂直应力数据与所述目标区域的波速梯度之间的对应关系，分别确定所述多个目标检测面各自的垂直应力分布信息，包括：针对每个目标分层，基于所述目标分层中多个测点各自的煤岩体密度数据、多个测点各自对应的波速数据、多个测点各自的垂直应力数据与所述目标分层的波速梯度之间的对应关系，确定每个波速数据各自对应的垂直应力数据；基于每个波速数据各自对应的垂直应力数据，将所述波速分布云图中的波速分布数据替换为垂直应力分布数据，以得到所述目标分层的垂直应力分布云图。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设规则在煤矿工作面的目标区域内确定多个目标分层，基于所述多个目标分层确定多个目标检测面，包括：分别获取每个目标分层的厚度；基于每个目标分层的厚度，分别将每个目标分层的中间位置确定为一个目标检测面；分别将每两个相邻目标分层之间的分界面确定为一个目标检测面；基于所述每个目标分层的厚度，分别确定每个所述目标检测面的z轴坐标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别获取每个目标分层的厚度，包括：获取所述目标区域的煤层总厚度；获取预设目标分层数；将所述煤层总厚度除以所述预设目标分层数，得到每个目标分层的煤层厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标区域的波速分布信息通过以下方法得到：分别在每个目标分层的中间位置确定一个激发点；每个所述激发点的x轴坐标相同；每个所述激发点的y轴坐标相同；每个所述激发点均位于地震波激发端巷道靠近地震波接收端巷道的一侧；分别在每个目标分层的中间位置确定一个接收点；每个所述接收点的x轴坐标相同；每个所述接收点的y轴坐标相同；每个所述接收点均位于地震波接收端巷道靠近工作面的一
侧；分别获取每个目标分层对应的接收端检波器发送的地震波数据；基于每个目标分层对应的地震波数据，确定所述目标区域的波速分布信息。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高家明，潘俊锋，杜涛涛，马文涛，闫耀东，邬建宏，马宏源，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：