【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤田监测领域，特别是一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法及系统。
技术介绍
1、随着煤炭开采逐步向智能化、无人化、深层化推进，对煤矿开采地质条件的探查以及对致灾因素的预测精细程度要求越来越高。查清并研究煤炭资源赋存地质条件及其岩石物理力学性质，可为矿井设计、建设和生产提供更加准确、完善的基础地质数据，以便提前选择有利方式和增强防治措施，减少或避免矿井地质灾害的发生，是实现煤炭绿色开采和安全高效生产的重要技术保障，也是国家安全生产目标的社会需求。
2、煤炭资源的形成环境及其对煤层、覆岩的强度特征、变形特征和破坏特征等的力学行为的控制是安全开采急需解决的关键科学问题。位于地壳浅表的煤系其形成过程和赋存环境与岩浆岩、变质岩存在明显的区别，煤系岩性较为软弱，成分复杂且变化较大，使得其岩石具有区别于其他岩类的物理力学性质。
3、煤系岩石的物质组成，结构特性以及长期同周围地质环境的有机联系，即处于一定的地温场、地应力场和地下水流场等地质本质特征，反映了其地质作用和演化过程。在以往资源地质条件勘查评价和后期工程设计中均以常规条件下的岩石力学参数为基础进行取值和计算，与原位实际参数值相差较大，工程现场应用效果不稳定。同时，煤炭开采必然带来煤层覆岩的垮落、损伤和变形，导致岩层结构的变化、含水层的破坏突水、地表的变形沉陷以及生态破坏等一系列问题，这些问题互相影响相互牵制，成为煤炭绿色科学开采的重要阻碍。
4、因此亟需一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法及系统来解决上述问题。
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法及系统，以精准定位为目标，旨在能够实时检测煤田情况，进而达到提高监测效率做到有效预防的目的。
2、在本申请，提供了一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，包括以下步骤：
3、s1、获取若干过往煤田信息，对若干过往煤田信息进行处理得到样本数据，所述过往煤田信息包括地理位置信息、开采深度信息、内部影响信息、孕灾预测信息和灾情发生信息；
4、s2、根据样本数据构建多网格立方体几何模型库；
5、s3、获取当下煤田信息，将当下煤田信息带入多网格立体几何模型进行孕灾预测并监测；
6、s4、对孕灾预测情况进行状况分类和等级分类，根据状况分类和等级分类结果进行分级预警。
7、优选地，s1中的对过往煤田信息进行处理得到样本数据具体内容为：
8、对地理位置信息进行提取处理得到位置标识号、面积数据；
9、对开采深度信息、内部影响信息、孕灾预测信息和灾情发生信息进行提取处理得到深度数据、内部影响数据对、预测数据组和灾情数据组；
10、结合面积数据对若干过往煤田信息进行由大到小的一次排序得到一次序列；
11、结合深度数据对若干过往煤田信息进行由大到小的二次排序得到二次序列；
12、结合异常位置标识号对过往煤田信息进行筛选并从一次序列和二次序列中剔除，定义异常数据为特殊序列；
13、分别为一次序列和二次序列配置权重系数得到煤田样本序列。
14、优选地，s2中根据样本数据构建多网格立方体几何模型库的具体方法为：
15、获取煤田样本序列，对相邻过往煤田信息的面积数据和深度数据进行相似度计算的到若干相似值；
16、设定相似度阈值，结合相似度阈值及若干相似值对煤田样本序列进行区段划分得到若干区段序列；
17、对不同区段序列的面积数据和深度数据进行分析得到不同区段下的面积最高值和深度最高值；
18、根据不同区段下的面积最高值和深度最高值分别生成立方体几何模型；
19、对立方体几何模型进行网格划分得到多网格立方体几何模型，定义网格地面为基面；
20、将位置标识号分别表定在多网格立方体几何模型上。
21、优选地，s2中根据样本数据构建多网格立方体几何模型库的具体方法还包括：
22、所述内部影响信息包括煤岩的机械力学性质、微观结构、化学特性、宏观地质构造、力学环境、开采技术、时间因素、水文地质条件；
23、根据灾情发生信息对内部影响信息进行分析得到不同灾情情况下的主影响因素和若干从属影响因素；
24、以主影响因素为主轴、若干从属影响因素为辅轴在基面上建立影响峰；
25、所述主轴和辅轴高度分别代表主影响因素和若干从属影响因素的影响评价值。
26、优选地，以主影响因素为主轴、若干从属影响因素为辅轴在基面上建立影响峰的方法包括：
27、所述主轴和辅轴垂直设立于基面上；
28、所述辅轴以所述主轴为中心等距均匀分布在所述主轴周围；
29、连接主轴顶点和辅轴顶点形成若干倾斜线；
30、延主轴顶点指向向辅轴顶点方向延长倾斜线，使倾斜线与基面相交，定义倾斜线与基面相交的点为基点；
31、定义主轴与基面相交的点为中心点，以中心点为圆心点，以基点到圆心点的距离为半径建立影响圆；
32、将辅轴顶点和影响圆边缘进行连线并平滑处理得到影响峰。
33、优选地，主影响因素和若干从属影响因素的影响评价值的计算方法包括：
34、对过往煤田信息进行分析，得到过往灾情发生信息以及内部影响信息；
35、根据过往灾情发生信息形成若干条评价值影响规范准则，所述评价值影响规范准则包括不同内部影响信息分别对应的危险值；
36、根据不同内部影响信息对灾情发生信息的影响程度不同，为危险值配置不同的影响系数；
37、所述主影响因素和若干从属影响因素的影响评价值根据危险值和影响系数得出。
38、优选地，将当下煤田信息带入多网格立体几何模型进行孕灾预测并监测的方法包括：
39、获取当下煤田信息，并采集当下气象因素；
40、根据煤田信息在多网格立体几何模型匹配对应的立方体几何模型，并对灾情发生信息进行预测；
41、根据预测结果以及对应的影响因素在不同网格生成模拟影响峰；
42、根据当下气象因素设定气象影响因子，对模拟影响峰进行细微修正。
43、优选地，对孕灾预测情况进行状况分类和等级分类的方法包括：
44、根据灾情发生信息对当下立方体几何模型及模拟影响峰进行筛选分类；
45、根据灾情发生信息不同对网格进行颜色渲染；
46、根据颜色渲染的混杂程度不同进行状况分类；
47、计算不同网格中模拟影响峰的影响圆面积；
48、预设有危险面积范围规范标准，对同种灾情发生信息的影响圆面积进行递减排序，确定影响圆面积在危险面积范围中的影响峰并进行标记得到若干标记点；
49、计算单位网格中标记点个数，结合影响圆面积确定等级影响值；
50、预设有等级影响值规范，根据等级影响值确定孕灾等级。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，S1中的对过往煤田信息进行处理得到样本数据具体内容为：
3.根据权利要求2所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，S2中根据样本数据构建多网格立方体几何模型库的具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，S2中根据样本数据构建多网格立方体几何模型库的具体方法还包括：
5.根据权利要求4所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，以主影响因素为主轴、若干从属影响因素为辅轴在基面上建立影响峰的方法包括：
6.根据权利要求4所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，主影响因素和若干从属影响因素的影响评价值的计算方法包括：
7.根据权利要求1所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，将当下煤田信息带入多网格立体几何模型进行孕灾预测并监测的方法包括：
8.根据权利要求1所述的一种煤
9.根据权利要求1所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，等级影响值的表达式为：
10.一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，s1中的对过往煤田信息进行处理得到样本数据具体内容为：
3.根据权利要求2所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，s2中根据样本数据构建多网格立方体几何模型库的具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，s2中根据样本数据构建多网格立方体几何模型库的具体方法还包括：
5.根据权利要求4所述的一种煤层失稳和围岩透水孕灾监测方法，其特征在于，以主影响因素为主轴、若干从属影响因素为辅轴在基面上...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔义，井庆贺，李寿君，陶树，李德军，郭洁，闫寿庆，于斌，邹迪，陈世达，吴亚宁，张彬，马卓远，付鑫宇，文艺洁，
申请(专利权)人：扎赉诺尔煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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