【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤岩层结构地球物理探测和煤矿工程监测，特别是指一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法及装置。
技术介绍
1、在井下生产过程中，采掘扰动应力是生产时勘探的重点。在采矿活动中，开采作业会引起周围煤岩体中的应力重新分布和应力集中。这种干扰导致了周围岩体中的应力重新分布，可能在某些区域形成高应力集中现象。当前动态应力变化监测面临着多重挑战。首先，高频数据处理与分析要求监测系统具备高精度的传感器和复杂的数据处理系统，增加了系统的复杂性和成本。其次，准确性和精度方面，受环境干扰、传感器漂移、信号噪音等因素影响。此外，实时监测与响应的需求也对系统的性能提出了更高要求。动态视电导率技术为采煤过程中地下应力扰动的监测提供了一种先进的手段。通过实时、连续地测量地下电导率，可以更全面地了解地下岩石体的动态响应，为矿山工程的安全管理和决策提供重要的信息。
2、目前的煤矿工程中多采用地质测量、地下应力测量点、地震监测等方法来监测地下应力状态。这些方法存在采样点有限、监测范围有限、实时性差等问题。因此，专利技术一种能够更为准确、及时、实时、连续监测采掘扰动应力变化的方法是非常必要的。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的采样点有限、监测范围有限、实时性差的技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法及装置。所述技术方案如下：
2、一方面，提供了一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，该方法由采掘扰动应力变化表征设备实现
3、s1、采集待监测区域的顶板原岩样品，根据顶板原岩样品构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数。
4、s2、连续采集待监测区域的视电导率数据。
5、s3、对视电导率数据进行处理，得到处理后的数据。
6、s4、根据电导率表征函数以及处理后的数据，对待监测区域的煤层扰动应力变化进行评价。
7、可选地，s1中的采集待监测区域的顶板原岩样品，根据顶板原岩样品构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数，包括：
8、s11、对待监测区域的顶板原岩进行钻孔取芯，得到顶板原岩样品。
9、s12、对顶板原岩样品进行煤岩体电导率测试，确定待监测区域的煤岩体电导率-应力的响应方程。
10、s13、根据煤岩体电导率-应力的响应方程，构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数。
11、可选地，s13中的电导率表征函数，如下式（1）所示：
12、（1）
13、式中，表示煤岩体所受的加载应力，表示煤岩体的电导率。
14、可选地，s2中的连续采集待监测区域的视电导率数据，包括：
15、在待监测区域布置多条高密度电法测线，通过高密度电法测线连续采集包含时间信息以及空间信息的视电导率数据。
16、可选地，s3中的对视电导率数据进行处理，得到处理后的数据，包括：
17、s31、对视电导率数据进行网格化处理，对网格化处理后的数据进行统一性反演，得到反演数据。
18、s32、对反演数据进行离散化以及归一化处理，得到处理后的数据。
19、可选地，s32中的处理后的数据，如下式（2）所示：
20、（2）
21、式中， 表示，位置时刻的电导率表征值，表示时刻，表示横坐标，表示纵坐标， 表示，位置时刻的应力， 表示，位置0时刻的应力。
22、可选地，s4中的根据电导率表征函数以及处理后的数据，对待监测区域的煤层扰动应力变化进行评价，包括：
23、根据电导率表征函数以及处理后的数据，计算不同时间以及空间位置的应力信号，根据应力信号对待监测区域的应力分布情况以及采掘扰动情况进行评价。
24、另一方面，提供了一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征装置，该装置应用于基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，该装置包括：
25、函数构建模块，用于采集待监测区域的顶板原岩样品，根据顶板原岩样品构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数。
26、采集模块，用于连续采集待监测区域的视电导率数据。
27、数据处理模块，用于对视电导率数据进行处理，得到处理后的数据。
28、输出模块，用于根据电导率表征函数以及处理后的数据，对待监测区域的煤层扰动应力变化进行评价。
29、可选地，函数构建模块，进一步用于：
30、s11、对待监测区域的顶板原岩进行钻孔取芯，得到顶板原岩样品。
31、s12、对顶板原岩样品进行煤岩体电导率测试，确定待监测区域的煤岩体电导率-应力的响应方程。
32、s13、根据煤岩体电导率-应力的响应方程，构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数。
33、可选地，电导率表征函数，如下式（1）所示：
34、（1）
35、式中，表示煤岩体所受的加载应力，表示煤岩体的电导率。
36、可选地，采集模块，进一步用于：
37、在待监测区域布置多条高密度电法测线，通过高密度电法测线连续采集包含时间信息以及空间信息的视电导率数据。
38、可选地，数据处理模块，进一步用于：
39、s31、对视电导率数据进行网格化处理，对网格化处理后的数据进行统一性反演，得到反演数据。
40、s32、对反演数据进行离散化以及归一化处理，得到处理后的数据。
41、可选地，处理后的数据，如下式（2）所示：
42、（2）
43、式中， 表示，位置时刻的电导率表征值，表示时刻，表示横坐标，表示纵坐标， 表示，位置时刻的应力， 表示，位置0时刻的应力。
44、可选地，输出模块，进一步用于：
45、根据电导率表征函数以及处理后的数据，计算不同时间以及空间位置的应力信号，根据应力信号对待监测区域的应力分布情况以及采掘扰动情况进行评价。
46、另一方面，提供一种采掘扰动应力变化表征设备，所述采掘扰动应力变化表征设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如上述基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法中的任一项方法。
47、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法中的任一项方法。
48、本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
49、本专利技术实施例中，通过动态视电导率技术，可以实时、连续地监测地下应力变化。
50、动态视电导率测量是一种非破坏性的地球物理测量方法，不需要在地下进行实际的物理干预，避免了对矿体的进一步破坏。这有助于保护矿山结构的完整性。
51、通过对反演数据进行离散化、归一化处理，使得数据在时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述S1中的采集待监测区域的顶板原岩样品，根据所述顶板原岩样品构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数，包括：
3.根据权利要求2所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述S13中的电导率表征函数，如下式（1）所示：
4.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述S2中的连续采集待监测区域的视电导率数据，包括：
5.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述S3中的对所述视电导率数据进行处理，得到处理后的数据，包括：
6.根据权利要求5所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述S32中的处理后的数据，如下式（2）所示：
7.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述S4中的根据所述电导率表征函数以及
8.一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征装置，所述基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征装置用于实现如权利要求1-7任一项所述基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述装置包括：
9.一种采掘扰动应力变化表征设备，其特征在于，所述采掘扰动应力变化表征设备包括：
10.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1至7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述s1中的采集待监测区域的顶板原岩样品，根据所述顶板原岩样品构建煤岩体扰动应力的电导率表征函数，包括：
3.根据权利要求2所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述s13中的电导率表征函数，如下式（1）所示：
4.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述s2中的连续采集待监测区域的视电导率数据，包括：
5.根据权利要求1所述的基于动态视电导率的采掘扰动应力变化表征方法，其特征在于，所述s3中的对所述视电导率数据进行处理，得到处理后的数据，包括：
6.根据权利要求5所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春光，刘强，王伟，邱黎明，王安虎，党锦涛，李振雷，刘海瑞，李玉琳，
申请(专利权)人：永城煤电控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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