岩爆确定方法、岩爆确定装置和电子装置制造方法及图纸

本申请提供了一种岩爆确定方法、岩爆确定装置和电子装置，岩爆确定方法包括：获取岩体的当前区域的弹性能量密度，并至少根据当前区域的弹性能量密度，计算当前区域的岩爆参数；根据当前区域的岩爆参数，确定当前区域是否发生岩爆；在当前区域发生岩爆的情况下，获取岩体的下一区域的弹性能量密度，并至少根据下一区域的弹性能量密度，计算下一区域的岩爆参数；根据下一区域的岩爆参数，确定下一区域是否发生岩爆；在下一区域发生岩爆的情况下，依次重复计算步骤和第二确定步骤至少一次，直到下一区域不发生岩爆。该方法解决了现有技术中无法对岩爆进行精确地定量预测的问题。无法对岩爆进行精确地定量预测的问题。无法对岩爆进行精确地定量预测的问题。

【技术实现步骤摘要】
岩爆确定方法、岩爆确定装置和电子装置


[0001]本申请涉及煤矿领域，具体而言，涉及一种岩爆确定方法、岩爆确定装置、计算机可读存储介质和电子装置。

技术介绍

[0002]随着地下矿山开采深度加深，深部巷道的高地应力导致岩爆灾害发生频率加大，深部工程开挖诱导产生的岩爆动力灾害对地下工程具有极大的破坏性，已造成施工设备损毁和施工人员伤亡的严重后果，并产生了巨大经济损失。
[0003]为了给深埋地下工程的设计和施工提供更符合工程实际条件的科学依据和安全合理的理论技术支持，对岩爆动力灾害的预测评估方法进行系统地研究，已成为一种必然地发展趋势，并具有重要的工程意义。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种岩爆确定方法、岩爆确定装置、计算机可读存储介质和电子装置，以至少解决现有技术中无法对岩爆进行精确地定量预测的问题。
[0005]根据本申请的一方面，提供了一种岩爆确定方法，包括：获取步骤，获取岩体的当前区域的弹性能量密度，并至少根据所述当前区域的弹性能量密度，计算所述当前区域的岩爆参数，其中，所述岩体为进行地下工程的岩体且包括多个区域，所述当前区域为多个所述区域中的任意一个所述区域，所述弹性能量密度为单位体积内所述岩体具有的弹性能量；第一确定步骤，根据所述当前区域的岩爆参数，确定所述当前区域是否发生岩爆；计算步骤，在所述当前区域发生岩爆的情况下，获取所述岩体的下一区域的弹性能量密度，并至少根据所述下一区域的弹性能量密度，计算所述下一区域的岩爆参数，其中，所述下一区域为所述当前区域的相邻区域；第二确定步骤，根据所述下一区域的岩爆参数，确定所述下一区域是否发生岩爆；在所述下一区域发生岩爆的情况下，依次重复所述计算步骤和所述第二确定步骤至少一次，直到所述下一区域不发生岩爆，其中，重复过程中，当前次的所述下一区域为上次的所述下一区域的相邻区域。
[0006]可选地，至少根据对应区域的弹性能量密度，计算所述对应区域的岩爆参数，其中，所述对应区域为所述当前区域或所述下一区域，包括：获取所述对应区域的约束压力；根据所述约束压力p和公式计算所述对应区域的岩爆参数URLERI，其中，U
i
为第i个计算步骤的所述岩体的弹性能量密度，U
i+1
为第i+1个所述计算步骤的所述岩体的弹性能量密度，dt为计算所述对应区域的岩爆参数的时间步长。
[0007]可选地，根据对应区域的岩爆参数，确定所述对应区域是否发生岩爆，其中，所述对应区域为所述当前区域或所述下一区域，包括：在所述对应区域的岩爆参数大于1的情况下，确定所述对应区域发生岩爆。
[0008]可选地，在所述当前区域发生岩爆的情况下，获取所述岩体的下一区域的弹性能
量密度，包括：根据所述当前区域发生岩爆的地震力矩M0、所述当前区域发生岩爆的震级M、幅值能量关系系数α1和α2、所述当前区域发生岩爆的断层介质的刚度μ、所述岩体的抗剪强度τ
y
、地震辐射效率η以及计算得到所述岩体的下一区域的弹性能量ε
T
；根据所述岩体的下一区域的弹性能量，计算单位体积内所述下一区域的弹性能量，得到所述岩体的下一区域的弹性能量密度。
[0009]可选地，所述方法还包括：获取所述地下工程的工程参数，其中，所述工程参数至少包括开挖方法参数和硬岩力学行为参数，所述开挖方法参数用于表征所述地下工程的开挖方法，所述硬岩力学行为参数用于表征所述地下工程的硬岩力学行为；根据所述工程参数，建立地下工程模型；在确定对应区域发生岩爆的情况下，根据所述地下工程模型，获取的所述对应区域发生岩爆的时刻、所述对应区域发生岩爆的位置以及所述对应区域发生岩爆的破坏程度并显示在显示界面上，其中，所述对应区域为所述当前区域或所述下一区域。
[0010]可选地，获取所述开挖方法参数，包括：获取地下工程的开挖方式、炸药的密度、所述炸药的爆炸速度、所述炸药的等熵指数、爆炸孔的直径、相邻的两个所述爆炸孔的中心之间的距离、所述爆炸孔的深度、爆炸产生的裂纹的扩展速度、稀疏波在爆炸中的传播速度以及所述稀疏波反射的平均速度，其中，所述稀疏波通过爆炸后从所述爆炸孔顶部到底部的气体产生；确定所述地下工程的开挖方式，在所述地下工程的开挖方式为钻爆法的情况下，根据公式计算等效爆炸应力峰值P，其中，ρ
e
为所述炸药的密度，V
d
为所述炸药的爆炸速度，γ为所述炸药的等熵指数；在所述地下工程的开挖方式为机械法的情况下，根据公式计算所述等效爆炸应力峰值P，其中，r
b
为所述爆炸孔的直径，S为相邻的两个所述爆炸孔的中心之间的距离；根据公式计算负载上升时间t
r
，其中，L为所述爆炸孔的深度；根据公式计算负载持续时间t
d
，其中，c
f
为爆炸产生的裂纹的扩展速度，c
u1
为所述稀疏波在爆炸中的传播速度，c
u2
为所述稀疏波反射的平均速度；根据公式计算动态卸载持续时间t
du
。
[0011]可选地，获取所述硬岩力学行为参数，包括：根据公式：E(κ,I1)＝B1+B2κ+B3κ2+B4ln(I1)，计算弹塑性耦合特征值E，其中，κ为塑性内部变量，I1为第一应力不变量，B1、B2、B3以及B4为第一拟合参数；在所述塑性内部变量小于等于第一阈值的情况下，根据公式计算应变硬化特征值其中，χ1、ζ1以及ξ1为第一计算参数；在所述塑性内部变量大于所述第一阈值的情况下，根据公式计算所述应变硬化特征值其中，为剩余内摩擦角；在所述塑性内部变量小于等于第二阈值的情况下，根据公式c(κ)
＝χ2κ2+ζ2κ+ξ2，计算应变软化特征值c，其中，χ2、ζ2以及ξ2为第二计算参数；在所述塑性内部变量大于所述第二阈值且小于等于第三阈值的情况下，根据公式c(κ)＝χ3κ2+ζ3κ+ξ3，计算应变软化特征值c，其中，所述第三阈值大于所述第二阈值，χ3、ζ3以及ξ3为第三计算参数；在所述塑性内部变量大于所述第三阈值的情况下，根据公式c(κ)＝c
r
，计算应变软化特征值c，其中，c
r
为剩余内聚力；根据公式计算稀释性特征值ψ，其中，C1、C2、C3、C4、C5以及C6为第二拟合参数。
[0012]根据本申请的另一方面，提供了一种岩爆确定装置，包括：获取单元，用于获取步骤，获取岩体的当前区域的弹性能量密度，并至少根据所述当前区域的弹性能量密度，计算所述当前区域的岩爆参数，其中，所述岩体为进行地下工程的岩体且包括多个区域，所述当前区域为多个所述区域中的任意一个所述区域，所述弹性能量密度为单位体积内所述岩体具有的弹性能量；第一确定单元，用于第一确定步骤，根据所述当前区域的岩爆参数，确定所述当前区域是否发生岩爆；计算单元，用于计算步骤，在所述当前区域发生岩爆的情况下，获取所述岩体的下一区域的弹性能量密度，并至少根据所述下一区域的弹性能量密度，计算所述下一区域的岩爆参数，其中，所述下一区域为所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩爆确定方法，其特征在于，包括：获取步骤，获取岩体的当前区域的弹性能量密度，并至少根据所述当前区域的弹性能量密度，计算所述当前区域的岩爆参数，其中，所述岩体为进行地下工程的岩体且包括多个区域，所述当前区域为多个所述区域中的任意一个所述区域，所述弹性能量密度为单位体积内所述岩体具有的弹性能量；第一确定步骤，根据所述当前区域的岩爆参数，确定所述当前区域是否发生岩爆；计算步骤，在所述当前区域发生岩爆的情况下，获取所述岩体的下一区域的弹性能量密度，并至少根据所述下一区域的弹性能量密度，计算所述下一区域的岩爆参数，其中，所述下一区域为所述当前区域的相邻区域；第二确定步骤，根据所述下一区域的岩爆参数，确定所述下一区域是否发生岩爆；在所述下一区域发生岩爆的情况下，依次重复所述计算步骤和所述第二确定步骤至少一次，直到所述下一区域不发生岩爆，其中，重复过程中，当前次的所述下一区域为上次的所述下一区域的相邻区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少根据对应区域的弹性能量密度，计算所述对应区域的岩爆参数，其中，所述对应区域为所述当前区域或所述下一区域，包括：获取所述对应区域的约束压力；根据所述约束压力p和公式计算所述对应区域的岩爆参数URLERI，其中，U
i
为第i个计算步骤的所述岩体的弹性能量密度，U
i+1
为第i+1个所述计算步骤的所述岩体的弹性能量密度，dt为计算所述对应区域的岩爆参数的时间步长。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对应区域的岩爆参数，确定所述对应区域是否发生岩爆，其中，所述对应区域为所述当前区域或所述下一区域，包括：在所述对应区域的岩爆参数大于1的情况下，确定所述对应区域发生岩爆。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当前区域发生岩爆的情况下，获取所述岩体的下一区域的弹性能量密度，包括：根据所述当前区域发生岩爆的地震力矩M0、所述当前区域发生岩爆的震级M、幅值能量关系系数α1和α2、所述当前区域发生岩爆的断层介质的刚度μ、所述岩体的抗剪强度τ
y
、地震辐射效率η以及计算得到所述岩体的下一区域的弹性能量ε
T
；根据所述岩体的下一区域的弹性能量，计算单位体积内所述下一区域的弹性能量，得到所述岩体的下一区域的弹性能量密度。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述地下工程的工程参数，其中，所述工程参数至少包括开挖方法参数和硬岩力学行为参数，所述开挖方法参数用于表征所述地下工程的开挖方法，所述硬岩力学行为参数用于表征所述地下工程的硬岩力学行为；根据所述工程参数，建立地下工程模型；
在确定对应区域发生岩爆的情况下，根据所述地下工程模型，获取的所述对应区域发生岩爆的时刻、所述对应区域发生岩爆的位置以及所述对应区域发生岩爆的破坏程度并显示在显示界面上，其中，所述对应区域为所述当前区域或所述下一区域。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述开挖方法参数，包括：获取地下工程的开挖方式、炸药的密度、所述炸药的爆炸速度、所述炸药的等熵指数、爆炸孔的直径、相邻的两个所述爆炸孔的中心之间的距离、所述爆炸孔的深度、爆炸产生的裂纹的扩展速度、稀疏波在爆炸中的传播速度以及所述稀疏波反射的平均速度，其中，所述稀疏波通过爆炸后从所述爆炸孔顶部到底部的气体产生；确定所述地下工程的开挖方式，在所述地下工程的开挖方式为钻爆法的情况下，根据公式计算等效爆炸应力峰值P，其中，ρ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传玖，任永强，田银素，杨真，李果，任建慧，姚士茂，杨增福，李宣良，宋小飞，李旺旺，李建，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，
类型：发明
国别省市：