一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法：1、在待模拟区域安装微震监测系统；2、根据实际煤系特征及开采情况建立待模拟区域的数值模型；3、获取模型单元体的坐标；4、导入采掘生产中产生的微震坐标及能量；5、遍历整个模型的单元体和所有微震；6、遍历整个模型，计算模型单元体的损伤参量值；7、遍历整个模型，获取单元体的参数，并根据每个单元体的损伤参量值进行单元体参数弱化；8、进行模型运算平衡，修正数值模拟结果进行应力重分布，判断开挖工作是否结束：若开挖工作未结束，则进入步骤3，否则，流程结束。根据损伤参量值弱化煤岩体的参数，来达到对模拟结果修正的目的。果修正的目的。果修正的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法


[0001]本专利技术涉及一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法。

技术介绍

[0002]冲击地压是由于煤岩体中积聚的弹性能突然释放，从而造成巨大破坏作用的一种矿山动力现象，它的瞬时爆发性会给矿山安全带来严重的威胁。冲击地压发生时往往伴随着微震的产生，当微震产生的震动波传播至回采工作面、掘进工作面、或正在使用的煤矿巷道和硐室周围的近场围岩时，会对采掘空间近场围岩产生扰动作用，一旦满足煤岩体发生冲击的力学条件，冲击地压就会发生。
[0003]近年来，随着计算机技术和数值仿真技术的快速发展，数值模拟正成为现代工程分析和理论研究工作面采掘过程中高应力潜在区域的不可替代方法。鉴于一般数值模拟结果普遍性太强，无法反映具体工作面采掘过程中特殊的应力集中区域，而微震聚集之处往往凸显该处应力集中的可能性。所以本专利技术通过工作面采掘过程中产生的微震计算煤岩体的损伤参量，并根据损伤参量值弱化煤岩体的参数，来达到对模拟结果修正的目的，使得模拟结果与实际情况更加贴合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在待模拟区域安装微震监测系统，包括地面安装采集记录设备和井下安装探头，利用微震监测系统采集采掘生产中诱发的矿震波形信号并根据各个接收通道反馈的矿震信号求解微震的坐标及能量大小；步骤2、根据实际煤系特征及开采情况建立待模拟区域的数值模型；步骤3、工作面开挖并遍历待模拟区域的数值模型，获取模型单元体的坐标；步骤4、导入采掘生产中产生的微震坐标及能量；步骤5、遍历整个模型的单元体和所有微震，以模型单元体中心为中心点，以椭球体为区域统计窗口，判断微震是否在单元体的统计窗口内：若微震在单元体的统计窗口内，则将区域内的变形能进行累加，形成该单元体的累积变形能；步骤6、遍历整个模型，计算模型单元体的损伤参量值；步骤7、遍历整个模型，获取单元体的参数，并根据每个单元体的损伤参量值进行单元体参数弱化；步骤8、进行模型运算平衡，修正数值模拟结果进行应力重分布，判断开挖工作是否结束：若开挖工作未结束，则进入步骤3，否则，流程结束。2.根据权利要求1所述的一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法，其特征在于，建立三个矩阵，分别为模型坐标矩阵Mat_mod_coord、震源参数矩阵Mat_seic_coord和损伤参量矩阵Mat_dam：其中：模型坐标矩阵Mat_mod_coord的前三列用于存放模型单元体的坐标，第四列用于存放模型单元体的累积变形能；震源参数矩阵Mat_seic_coord的前三列用于存放微震的坐标，第四列用于存放微震的能量；损伤参量矩阵Mat_dam用于存放模型单元体的损伤参量值。3.根据权利要求1所述的一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法，其特征在于，步骤2中，具体包括如下步骤：a)根据实际煤系特征和开采条件建立数值模型，确定模型尺寸，并构建煤层及其顶底板的岩性和参数；b)设置模型的位移边界条件；c)设置模型的应力边界条件；d)初始地应力平衡。4.根据权利要求3所述的一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法，其特征在于，步骤5中，椭球体统计窗口的x轴方向和y轴方向半径均为θ，z轴方向半径为δ，其中，δ大于θ。5.根据权利要求4所述的一种基于微震损伤参量弱化岩体强度参数的数值模拟修正方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦彪，高占胜，史星星，张汝佩，李东东，李鹏飞，陆强，蔡武，
申请(专利权)人：陕西省煤层气开发利用有限公司中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：