【技术实现步骤摘要】
本公开涉及煤矿安全，尤其涉及一种煤矿巷道矿震烈度的评估方法及装置。
技术介绍
1、由矿山开采引起的地震称为矿震，其属于诱发地震的一种。矿震往往伴随着矿山的开采而发生，其震源深度往往在开采面及以上部位。因此，矿震的震源深度往往只有几十米至几千米，和天然地震相比，属于极浅源地震，具有震源浅、衰减慢、破坏力强的特征。矿震发生后矿井井下和地面都会产生影响，且矿震烈度是划分矿震破坏程度和危险性的重要指标，这些影响对于安全绿色生产起重要作用。
2、目前，对于矿震烈度评估主要是参照地震烈度等级表，即地震对地面影响来评价其影响的强弱程度。该方法综合宏观调查和仪器测定得到烈度等级，考虑了房屋震害、人的感觉、器物反应、生命线工程震害、其他震害现象等因素。根据厚硬关键层破断及能量传播规律，提出了“震动损害边界”的观点，初步建立了矿震诱发地面震动损害的评估方法。然而，通过前述方法确定的矿震烈度在评估煤矿巷道影响、巷道损伤这方面缺少系统性和针对性，暂未提出合理的划分依据，无法体现矿震对煤矿巷道的影响。
技术实现思路
1、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。
2、为此，本公开第一方面实施例提出了一种煤矿巷道矿震烈度的评估方法，包括：
3、获取煤矿巷道区域的矿震波形数据；
4、根据所述矿震波形数据的峰值质点速度ppv值和预先确定的ppv值与矿震烈度之间的映射关系，确定所述煤矿巷道区域的矿震烈度；
5、其中，所述ppv值与矿震烈度之间
6、获取所述煤矿巷道区域内煤层的力学参数和围岩的力学参数，以及所述煤矿巷道区域的地质数据；
7、根据所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数和所述地质数据，构建所述煤矿巷道区域的数值模型；
8、将cohesive单元嵌入所述数值模型中，所述cohesive单元用于描述煤矿巷道区域内材料界面的损伤启动和发展过程；
9、将多种矿震波形样本数据分别输入至嵌入cohesive单元后的数值模型，模拟所述多种矿震波形样本数据下所述煤矿巷道区域的损伤演化过程，获得模拟后每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息；
10、根据每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，确定所述ppv值与矿震烈度之间的映射关系。
11、在本公开一些实施例中，所述根据所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数和所述地质数据，构建所述煤矿巷道区域的数值模型，包括：基于所述地质数据构建所述煤矿巷道区域的三维几何模型；对所述三维几何模型进行网格剖分后，结合所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数构建所述煤矿巷道区域的数值模型。
12、在本公开一些实施例中，所述巷道破坏形态信息包括以下至少一项：巷道裂纹分布信息和破碎区域信息。
13、在本公开一些实施例中，所述根据每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，确定所述ppv值与矿震烈度之间的映射关系，包括：根据每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，评估每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道破坏程度，获得ppv值与巷道破坏程度之间的映射关系；根据矿震分级标准建立巷道破坏程度与矿震烈度之间的映射关系；根据所述ppv值与巷道破坏程度之间的映射关系，以及巷道破坏程度与矿震烈度之间的映射关系，确定所述ppv值与矿震烈度之间的映射关系。
14、本公开第二方面实施例提出了一种煤矿巷道矿震烈度的评估装置，包括：
15、获取模块，用于获取煤矿巷道区域的矿震波形数据；
16、第一确定模块，用于根据所述矿震波形数据的峰值质点速度ppv值和预先确定的ppv值与矿震烈度之间的映射关系，确定所述煤矿巷道区域的矿震烈度。
17、在本公开一些实施例中，还包括第二确定模块；所述第二确定模块包括：获取单元，用于获取所述煤矿巷道区域内煤层的力学参数和围岩的力学参数，以及所述煤矿巷道区域的地质数据；第一构建单元，用于根据所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数和所述地质数据，构建所述煤矿巷道区域的数值模型；第二构建单元，用于将cohesive单元嵌入所述数值模型中，所述cohesive单元用于描述煤矿巷道区域内材料界面的损伤启动和发展过程；模拟单元，用于将多种矿震波形样本数据分别输入至嵌入cohesive单元后的数值模型，模拟所述多种矿震波形样本数据下所述煤矿巷道区域的损伤演化过程，获得模拟后每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息；确定单元，用于根据每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，确定所述ppv值与矿震烈度之间的映射关系。
18、在本公开一些实施例中，所述第一构建单元具体用于：基于所述地质数据构建所述煤矿巷道区域的三维几何模型；对所述三维几何模型进行网格剖分后，结合所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数构建所述煤矿巷道区域的数值模型。
19、在本公开一些实施例中，所述巷道破坏形态信息包括以下至少一项：巷道裂纹分布信息和破碎区域信息。
20、在本公开一些实施例中，所述确定单元具体用于：根据每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，评估每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道破坏程度，获得ppv值与巷道破坏程度之间的映射关系；根据矿震分级标准建立巷道破坏程度与矿震烈度之间的映射关系；根据所述ppv值与巷道破坏程度之间的映射关系，以及巷道破坏程度与矿震烈度之间的映射关系，确定所述ppv值与矿震烈度之间的映射关系。
21、本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
22、所述存储器存储计算机执行指令；
23、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现前述第一方面所述的方法。
24、本公开提供的煤矿巷道矿震烈度的评估方法，可基于预先确定的ppv值与矿震烈度之间的映射关系与煤矿巷道区域的矿震波形数据对矿震烈度进行准确预测，获得的矿震烈度可准确体现矿震波形数据对巷道的影响及损坏，使得煤矿工作人员能够评估矿震波形数据对巷道结构的潜在威胁，显著提高了矿山安全管理的有效性，可有效控制和减少因矿震导致的经济损失。
25、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，或通过本公开的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤矿巷道矿震烈度的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数和所述地质数据，构建所述煤矿巷道区域的数值模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述巷道破坏形态信息包括以下至少一项：巷道裂纹分布信息和破碎区域信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每种所述矿震波形样本数据的PPV值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，确定所述PPV值与矿震烈度之间的映射关系，包括：
5.一种煤矿巷道矿震烈度的评估装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括第二确定模块；所述第二确定模块包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一构建单元具体用于：
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述巷道破坏形态信息包括以下至少一项：巷道裂纹分布信息和破碎区域信息。
9.根据权利要求6所述的装置
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿巷道矿震烈度的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述煤层的力学参数、所述围岩的力学参数和所述地质数据，构建所述煤矿巷道区域的数值模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述巷道破坏形态信息包括以下至少一项：巷道裂纹分布信息和破碎区域信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每种所述矿震波形样本数据的ppv值对应的巷道应力信息、巷道变形信息、巷道破坏形态信息和所述cohesive单元的损伤信息，确定所述ppv值与矿震烈度之间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆鹏宇，王超，张修峰，王光民，朱维，王方方，李海涛，桂兵，李国营，郑建伟，王守光，
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：
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