探测煤岩体高应力区的方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本公开提出一种探测煤岩体高应力区的方法、装置、设备和介质，涉及数据处理技术领域。其中，方法包括：确定煤岩体的第一目标探测区域；控制电火花震源在第一目标能量下通过第二数量的激发点激发地震波，以使任一检波器接收到各激发点激发的地震波；从任一检波器获取在第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间；根据第一初至时间，采用地震波层析成像方法，确定第一目标探测区域内各位置上地震波传播的第一目标速度及速度反演图；根据第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在速度反演图中确定煤岩体高应力区的范围。由此，基于电火花震源激发地震波的目标速度，可以及时且有效地确定煤岩体高应力区的范围。有效地确定煤岩体高应力区的范围。有效地确定煤岩体高应力区的范围。

【技术实现步骤摘要】
探测煤岩体高应力区的方法、装置、设备和介质


[0001]本公开涉及数据处理
，尤其涉及一种探测煤岩体高应力区的方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]冲击地压是指井巷或工作面周围煤岩体，由于弹性变形能（或称为弹性应变能）的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很强的破坏性，是煤矿的主要灾害之一。
[0003]随着浅部煤炭资源的逐渐减少，煤矿开采由浅部开采阶段逐渐趋向于深部开采阶段。然而，深部矿井中高应力现象十分突出，其中，高应力是诱发煤矿冲击地压等煤岩动力灾害的重要因素。对矿井进行煤岩体应力探测的方式，可以获取矿井煤岩体内部由地质结构及开采因素造成的高应力异常区域，从而可以预防冲击地压等煤岩动力灾害事故，以保障矿井工作人员的生命安全。
[0004]如何使得煤矿工作人员及时地获取矿井的煤岩体高应力异常区是非常重要的。

技术实现思路

[0005]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]本公开提出一种探测煤岩体高应力区的方法、装置、设备和介质，以通过电火花震源激发地震波，一方面，采用地震波层析成像方法，可以有效获取速度反演图，该速度反演图用于指示地震波在煤岩体中的速度分布，从而可以根据地震波在煤岩体中的速度分布，以及速度与应力之间的对应关系，有效且准确地确定煤岩体高应力区的范围；另一方面，电火花震源易于设置和操作，且不会造成环境污染。
[0007]本公开第一方面实施例提出了一种探测煤岩体高应力区的方法，包括：确定煤岩体的第一目标探测区域，其中，所述第一目标探测区域一侧设置第一数量的检波器，所述第一目标探测区域的另一侧设置第二数量的激发点；控制电火花震源在第一目标能量下通过所述第二数量的激发点激发地震波，以使任一检波器接收到所述电火花震源在所述第二数量的激发点激发的地震波；从所述任一检波器获取在所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间；根据所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间，采用地震波层析成像方法，确定速度反演图，其中，所述速度反演图，用于指示所述第一目标探测区域内各位置上地震波传播的第一目标速度；根据所述第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在所述速度反演图中确定煤岩体高应力区的范围。
[0008]本公开实施例的探测煤岩体高应力区的方法，通过确定煤岩体的第一目标探测区域，其中，第一目标探测区域一侧设置第一数量的检波器，第一目标探测区域的另一侧设置第二数量的激发点；控制电火花震源在第一目标能量下通过第二数量的激发点激发地震
波，以使任一检波器接收到电火花震源在第二数量的激发点激发的地震波；从任一检波器获取在第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间；根据第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间，采用地震波层析成像方法，确定速度反演图，其中，速度反演图，用于指示第一目标探测区域内各位置上地震波传播的第一目标速度；根据第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在速度反演图中确定煤岩体高应力区的范围。由此，通过电火花震源激发地震波，一方面，采用地震波层析成像方法，可以有效获取速度反演图，该速度反演图用于指示地震波在煤岩体中的速度分布，从而可以根据地震波在煤岩体中的速度分布，以及速度与应力之间的对应关系，有效且准确地确定煤岩体高应力区的范围；另一方面，电火花震源易于设置和操作，且不会造成环境污染。
[0009]本公开第二方面实施例提出了一种探测煤岩体高应力区的装置，包括：第一确定模块，用于确定煤岩体的第一目标探测区域，其中，所述第一目标探测区域一侧设置第一数量的检波器，所述第一目标探测区域的另一侧设置第二数量的激发点；第一控制模块，用于控制电火花震源在第一目标能量下通过所述第二数量的激发点激发地震波，以使任一检波器接收到所述电火花震源在所述第二数量的激发点激发的地震波；第一获取模块，用于从所述任一检波器获取在所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间；第一处理模块，用于根据所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间，采用地震波层析成像方法，确定速度反演图，其中，所述速度反演图，用于指示所述第一目标探测区域内各位置上地震波传播的第一目标速度；第二确定模块，根据所述第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在所述速度反演图中确定煤岩体高应力区的范围。
[0010]本公开实施例的探测煤岩体高应力区的装置，通过确定煤岩体的第一目标探测区域，其中，第一目标探测区域一侧设置第一数量的检波器，第一目标探测区域的另一侧设置第二数量的激发点；控制电火花震源在第一目标能量下通过第二数量的激发点激发地震波，以使任一检波器接收到电火花震源在第二数量的激发点激发的地震波；从任一检波器获取在第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间；根据第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间，采用地震波层析成像方法，确定速度反演图，其中，速度反演图，用于指示第一目标探测区域内各位置上地震波传播的第一目标速度；根据第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在速度反演图中确定煤岩体高应力区的范围。由此，通过电火花震源激发地震波，一方面，采用地震波层析成像方法，可以有效获取速度反演图，该速度反演图用于指示地震波在煤岩体中的速度分布，从而可以根据地震波在煤岩体中的速度分布，以及速度与应力之间的对应关系，有效且准确地确定煤岩体高应力区的范围；另一方面，电火花震源易于设置和操作，且不会造成环境污染。
[0011]本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，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，实现如本公开第一方面实施例提出的探测煤岩体高应力区的方法。
[0012]本公开第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面实施例提出的探测煤岩体高应力
区的方法。
[0013]本公开第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本公开第一方面实施例提出的探测煤岩体高应力区的方法。
[0014]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0015]本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本公开实施例一所提供的探测煤岩体高应力区的方法的流程示意图；图2为本公开实施例所提供的检波器和激发点的设置方式示意图；图3为本公开实施例二所提供的探测煤岩体高应力区的方法的流程示意图；图4为本公开实施例所提供的网格划分示意图；图5为本公开实施例三所提供的探测煤岩体高应力区的方法的流程示意图；图6为本公开实施例四所提供的探测煤岩体高应力区的方法的流程示意图；图7为本公开实施例五所提供的探测煤岩体高应力区的方法的流程示意图；图8为电缆放电过程中电流、电容器电压、电缆电感上的电压及电缆电阻上的电压规律图；图9为本公开所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测煤岩体高应力区的方法，其特征在于，所述方法包括：确定煤岩体的第一目标探测区域，其中，所述第一目标探测区域的一侧设置第一数量的检波器，所述第一目标探测区域的另一侧设置第二数量的激发点；控制电火花震源在第一目标能量下通过所述第二数量的激发点激发地震波，以使任一检波器接收到所述电火花震源在所述第二数量的激发点激发的地震波；从所述任一检波器获取在所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间；根据所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间，采用地震波层析成像方法，确定速度反演图，其中，所述速度反演图，用于指示所述第一目标探测区域内各位置上地震波传播的第一目标速度；根据所述第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在所述速度反演图中确定煤岩体高应力区的范围。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标探测区域划分为第三数量的网格单元；所述根据所述第二数量的激发点激发地震波的第一初至时间，采用地震波层析成像方法，以确定速度反演图，包括：建立第一初始速度模型，其中，所述第一目标探测区域中的各网格单元具有对应的第一初始速度；根据所述第一初始速度和所述第一初至时间，对第一初始速度模型进行多轮迭代反演计算，以将所述第一初始速度模型中所述第一初始速度更新为所述第一目标速度；根据所述第一目标速度，获取所述第一目标探测区域的速度反演图。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一初始速度和所述第一初至时间，对第一初始速度模型进行多轮迭代反演，以将所述第一初始速度模型中所述第一初始速度更新为所述第一目标速度，包括：针对任一轮的迭代反演计算，根据本轮采用的第一初始速度对各射线路径进行射线追踪，确定本轮各所述射线路径的第一射线路径长度、本轮各所述射线路径经过的各网格单元以及本轮沿各所述射线路径传播地震波所需的第一参考时长；根据所述第一初至时间和本轮所述第一参考时长，确定本轮的第一走时残差及本轮的第一损失函数；若所述本轮的第一损失函数的取值大于第一设定阈值，执行以下步骤：根据本轮所述第一走时残差和所述第一射线路径长度，确定本轮任一网格单元的第一慢度更新量，其中，本轮所述第一慢度更新量用于指示本轮第一初始慢度的更新量；本轮所述第一初始慢度为本轮所述第一初始速度的倒数；将所述第一初始速度更新为所述第一慢度更新量和所述第一初始慢度之和的倒数，并将更新后的第一初始速度作为下一轮采用的第一初始速度；若所述本轮的第一损失函数的取值未大于所述第一设定阈值，停止对第一初始速度模型进行迭代反演，且将更新后的第一初始速度作为所述第一目标速度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标速度，以及速度与应力之间的对应关系，在所述第一目标探测区域中确定煤岩体高应力区的范围，包括：获取参考速度，其中，所述参考速度为所述地震波在煤岩体邻近破坏时的速度；
根据所述参考速度和任一网格单元的第二目标速度之差，确定任一网格单元的第一速度差值，其中，所述第二目标速度指示在煤岩体未开采的情况下所述地震波在所述任一网格单元中的波速；根据所述第一目标速度和所述第二目标速度之差，确定所述任一网格单元的第二速度差值；根据所述第二速度差值和所述第一速度差值的比值，确定任一网格单元的波速异常系数；响应于所述任一网格单元的波速异常系数大于第二设定阈值，确定所述任一网格单元为高应力网格单元；根据各所述高应力网格单元，在所述速度反演图中确定所述煤岩体高应力区的范围。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述煤岩体未开采，确定未开采煤岩体的第二目标探测区域，其中，所述第二目标探测区域一侧设置第四数量的检波器，所述第一目标探测区...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向上，何团，李海涛，崔春阳，李春元，郑伟钰，王美美，王嘉敏，雷国荣，齐庆新，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：