【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，具体涉及一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法及系统。
技术介绍
1、巷道掘进工程在矿业和地下工程建设中占据核心地位，施工效率和安全性直接关联项目整体效益。在此过程中，围岩损伤风险评估至关重要，涉及施工参数选择、爆破效果控制及施工安全保障。然而，科学、精确的围岩损伤风险评估仍是巷道掘进工程领域亟待攻克的技术难题。
2、传统爆破设计多依赖工程师经验，在简单地质条件下或可奏效，但复杂地质条件下则显露局限。现有技术虽尝试运用数据分析和机器学习算法优化参数和评估风险，但多侧重单一数据源分析，忽视地质力学参数、爆破设计数据及实时监测数据间的内在联系。此外，这些方法在预测岩体裂隙扩展、评估风险动态性以及数据融合方面存在明显不足，导致评估结果精确度有限，难以有效支持施工决策。
3、针对上述问题，本专利技术提出一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法。该方法通过整合地质力学参数、爆破设计数据及实时监测数据，构建了全面数据集。在此基础上，利用rht本构模型构建巷道围岩损伤状态预测模型，并通过物理驱动的特征工程实现多尺度特征提取与融合。进一步引入深度强化学习算法，优化风险评估和施工参数，并基于实时监测数据进行动态修正。此方法不仅提升了围岩风险评估的精确性和可靠性，还为巷道掘进施工提供了智能化决策支持。相较于传统方法，本专利技术在复杂地质条件下更具优势，为施工参数优化、爆破效率提升及施工安全保障提供了有力支撑。
技术实现思路
1、针对现有
2、第一方面，本专利技术提供的基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，包括如下步骤：获取巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据；对所述数据进行优化处理，获得优化处理结果；基于所述优化处理结果，构建损伤状态预测模型；依据所述损伤状态预测模型，建立风险评估体系；依据所述风险评估体系，获取优化施工参数；基于所述优化施工参数，建立用于预测损伤状态、评估损伤风险和优化施工参数的模型系统；通过所述模型系统，实现对巷道围岩损伤风险的评估。本专利技术通过全面获取并优化处理巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据，提高了数据的准确性和可靠性，从而构建了更为精确的损伤状态预测模型；通过所述损伤状态预测模型，能够准确预测巷道围岩的损伤状态，进而建立了科学合理的风险评估体系，实现了对巷道围岩损伤风险的量化评估；依据风险评估结果，获取了优化后的施工参数，有效降低了施工过程中的风险；基于优化施工参数，建立了集预测、评估与优化于一体的模型系统，实现了对巷道围岩损伤风险的动态监测与精准控制。
3、可选地，所述获取巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据包括：将巷道围岩的断面划分为多个区域；根据所述多个区域，采集断面几何参数的数据；基于所述断面几何参数的数据，采集地质力学参数的数据，所述地质力学参数的数据包括岩体的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度的数据。本专利技术通过细致地将巷道围岩断面划分为多个区域，实现了对断面几何参数数据的精确采集；基于所述几何参数数据，进一步采集了地质力学参数的数据，包括岩体的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度等关键指标数据，为损伤风险评估提供了全面的数据支撑；通过系统地收集和整理这些数据，建立了丰富的数据库，为数据优化处理、模型构建及风险评估提供了坚实的基础。
4、可选地，所述对所述数据进行优化处理，获得优化处理结果包括：对巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据进行整合处理；对所述数据进行数据清洗与标准化处理；对所述数据进行格式化处理；对所述数据进行特征工程处理，所述特征工程处理包括高维特征增强与智能降维处理；通过所述整合处理、所述数据清洗与标准化处理、所述格式化处理和所述特征工程处理，获得优化处理结果。本专利技术通过整合处理巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据，实现了数据的全面集成，为损伤分析提供了完整的数据集；通过数据清洗与标准化处理，有效消除了数据中的异常值和噪声，确保了数据的准确性和一致性；通过格式化处理，将数据转换为特征矩阵格式，提高了数据的可读性和易用性；通过特征工程处理，包括高维特征增强与智能降维处理，既强化了数据的高维特征信息，又降低了数据的维度，为损伤状态预测模型的构建与风险评估体系的建立奠定了坚实的基础。
5、可选地，所述格式化处理包括：构建断面区域的特征矩阵，所述特征矩阵包括几何特性矩阵、物理特性矩阵和动态特性矩阵；根据所述特征矩阵，构建断面区域和裂隙的关联矩阵。本专利技术通过构建包含几何特性矩阵、物理特性矩阵和动态特性矩阵的特征矩阵，全面且系统地整合了巷道围岩断面的多种关键特征信息，为数据分析和模型构建提供了更为详尽的数据支撑；通过特征矩阵进一步构建断面区域和裂隙的关联矩阵，揭示了断面区域与裂隙之间的内在联系，为理解巷道围岩的损伤机理提供了新的视角。
6、可选地，所述基于所述优化处理结果，构建损伤状态预测模型包括：基于所述优化处理结果，利用损伤本构模型，构建损伤状态时间演化模型；基于所述损伤状态时间演化模型，利用实时监测数据进行动态损伤修正，获得修正结果；利用所述修正结果，更新所述损伤状态时间演化模型，获得损伤状态预测模型。本专利技术通过结合损伤本构模型与优化处理结果，构建了损伤状态时间演化模型，实现了对巷道围岩损伤状态随时间演变的精确描述；基于所述损伤状态时间演化模型，利用实时监测数据进行动态损伤修正，有效融合了实时监测信息与数据，提高了模型的实时性和准确性；通过修正结果对损伤状态时间演化模型进行更新，获得了更为精确的损伤状态预测模型，能够更准确地预测巷道围岩的未来损伤状态。
7、可选地，所述依据所述损伤状态预测模型，建立风险评估体系包括：依据所述损伤状态预测模型，融合多尺度特征，所述多尺度特征包括局部特征、全局特征和时序特征；依据所述损伤状态预测模型，输出风险评分；依据所述损伤状态预测模型，建立风险分布预测模型；通过所述多尺度特征、所述风险评分和所述风险分布预测模型，建立风险评估体系。本专利技术通过融合局部特征、全局特征和时序特征等多尺度特征，全面且深入地理解了巷道围岩的损伤状态，为风险评估提供了更为丰富和准确的信息；依据损伤状态预测模型输出风险评分，实现了对巷道围岩损伤风险的量化评估，为施工参数的优化提供了科学依据；通过建立风险分布预测模型，预测巷道围岩损伤风险的空间分布，为施工过程中的风险控制和安全管理提供了有力支持；通过风险评估体系，不仅提高了风险评估的准确性和全面性，还为巷道围岩的稳定性分析和施工管理提供了更为有效的工具和方法，具有重要的工程实践意义。
8、可选地，所述风险评分通过动态权重组合归一化后的损伤度、变形速率和围岩稳定性评分计算得到。本专利技术通过引入动态权重，实现了对不同损伤指标重要性的灵活调整，使得风险评分更能反映当前巷道围岩的实际状况；通过对损伤度、变形速率和围岩稳定性评分进行归一化处理，消除了不同指标间量纲的影响，提高了评分的可比性和准本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述获取巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述对所述数据进行优化处理，获得优化处理结果包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述格式化处理包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述基于所述优化处理结果，构建损伤状态预测模型包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述依据所述损伤状态预测模型，建立风险评估体系包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述风险评分通过动态权重组合归一化后的损伤度、变形速率和围岩稳定性评分计算得
8.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述依据所述风险评估体系，获取优化施工参数包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述优化施工参数包括炸药单耗、孔距、排距、延时间隔和炮孔数量参数。
10.一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估系统，所述系统使用权利要求1至9任意一项所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述系统包括输入设备、处理器、输出设备和存储器；
...【技术特征摘要】
1.一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述获取巷道围岩的断面几何参数和地质力学参数的数据包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述对所述数据进行优化处理，获得优化处理结果包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述格式化处理包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，所述基于所述优化处理结果，构建损伤状态预测模型包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于多尺度特征融合的巷道围岩损伤风险评估方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李祥龙，崔光久，霍飞，王建国，胡启文，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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