本公開涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種煤巖體靜動載應(yīng)力流的測量方法及裝置、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著煤炭開采技術(shù)和裝備不斷升級，以及近地表淺埋煤層煤炭資源的大量開發(fā)和煤炭資源開發(fā)戰(zhàn)略的調(diào)整，煤礦開采已逐漸轉(zhuǎn)入深部開采。而深部開采環(huán)境下，煤巖體天然應(yīng)力場受開采影響復(fù)雜多變，應(yīng)力變化情況不明，缺少能夠在時(shí)空上連續(xù)反映應(yīng)力與破裂結(jié)構(gòu)關(guān)系的精細(xì)化手段，給沖擊地壓精準(zhǔn)識別和安全預(yù)警造成困擾。

2、目前以鉆孔應(yīng)力計(jì)和微震監(jiān)測為代表的應(yīng)力測量設(shè)備可以監(jiān)測煤巖體的應(yīng)力，但是現(xiàn)有技術(shù)中煤巖體應(yīng)力的測量方法，測量精度誤差比較大，鉆孔應(yīng)力計(jì)的測量在時(shí)空上無法連續(xù)；微震光纖傳感器捕捉巖體破裂震動信號技術(shù)，對應(yīng)力場的反演受計(jì)算模型和復(fù)雜地質(zhì)條件影響，其可靠性和準(zhǔn)確性受到限制，無法準(zhǔn)確表述應(yīng)力的時(shí)空變化情況。

3、因此，如何可靠且準(zhǔn)確的測量煤巖體靜動載應(yīng)力流，是目前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開提供了一種煤巖體靜動載應(yīng)力流的測量方法及裝置、電子設(shè)備。其主要目的在于解決如何可靠且準(zhǔn)確的測量煤巖體靜動載應(yīng)力流的問題。

2、根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種煤巖體靜動載應(yīng)力流的測量方法，其中，包括：

3、獲取待測量煤巖體的煤巖體應(yīng)力流特征以及煤巖體地應(yīng)力場分布特征；其中，所述煤巖體應(yīng)力流特征通過預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型進(jìn)行單軸加卸載試驗(yàn)得到，所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征通過預(yù)設(shè)煤巖體相似模型進(jìn)行雙軸加卸載試驗(yàn)得到；

4、根據(jù)所述煤巖體應(yīng)力流特征以及所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征進(jìn)行應(yīng)力流計(jì)算處理，得到所述待測量煤巖體的靜載應(yīng)力流矢量以及動載應(yīng)力流矢量；

5、根據(jù)所述動載應(yīng)力流矢量進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述動載應(yīng)力流矢量的外包絡(luò)面，并根據(jù)所述外包絡(luò)面確定動載應(yīng)力流線；

6、根據(jù)所述靜載應(yīng)力流矢量確定所述待測量煤巖體的煤巖體靜載應(yīng)力流，以及根據(jù)所述動載應(yīng)力流線確定所述待測量煤巖體的煤巖體動載應(yīng)力流。

7、可選的，所述獲取待測量煤巖體的煤巖體應(yīng)力流特征以及煤巖體地應(yīng)力場分布特征包括：

8、通過所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型進(jìn)行單軸加卸載試驗(yàn)處理，得到所述煤巖體應(yīng)力流特征；其中，所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型為預(yù)先構(gòu)建的模擬所述待測量煤巖體的結(jié)構(gòu)特征的模型；

9、通過所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型進(jìn)行雙軸加卸載試驗(yàn)處理，得到所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征；其中，所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型為預(yù)先構(gòu)建的模擬所述待測量煤巖體的材料特征的模型。

10、可選的，所述通過所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型進(jìn)行單軸加卸載試驗(yàn)處理，得到所述煤巖體應(yīng)力流特征包括：

11、獲取第一應(yīng)變數(shù)據(jù)；其中，所述第一應(yīng)變數(shù)據(jù)為在所述單軸加卸載試驗(yàn)的過程中，通過模擬所述待測量煤巖體的巖層自重應(yīng)力以及模擬所述待測量煤巖體的巷道支承力所得到的數(shù)據(jù)；

12、獲取第二應(yīng)變數(shù)據(jù)；其中，所述第二應(yīng)變數(shù)據(jù)為在所述單軸加卸載試驗(yàn)的過程中，通過模擬所述待測量煤巖體中不同埋深巷道的地應(yīng)力環(huán)境所得到的數(shù)據(jù)；

13、根據(jù)所述第一應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述待測量煤巖體的巖體初始地應(yīng)力場，并根據(jù)所述巖體初始地應(yīng)力場進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述待測量煤巖體的地應(yīng)力梯度區(qū)分布規(guī)律；

14、根據(jù)所述第二應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述待測量煤巖體的巖體內(nèi)部應(yīng)力場變化數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述地應(yīng)力梯度區(qū)分布規(guī)律以及所述巖體內(nèi)部應(yīng)力場變化數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述煤巖體應(yīng)力流特征。

15、可選的，所述通過所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型進(jìn)行雙軸加卸載試驗(yàn)處理，得到所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征包括：

16、獲取第三應(yīng)變數(shù)據(jù)；其中，所述第三應(yīng)變數(shù)據(jù)為在所述雙軸加卸載試驗(yàn)過程中，通過對所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型施加預(yù)設(shè)荷載總值的載荷后，所得到的數(shù)據(jù)；

17、根據(jù)所述第三應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型對應(yīng)的應(yīng)力演化規(guī)律；

18、通過預(yù)設(shè)相似比對所述應(yīng)力演化規(guī)律進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征，其中，所述預(yù)設(shè)相似比為所述待測量煤巖體與所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型之間的比例尺。

19、可選的，所述獲取第一應(yīng)變數(shù)據(jù)包括：

20、通過第一預(yù)設(shè)壓力設(shè)備對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型施加第一預(yù)設(shè)壓力值的壓力，以及通過第二預(yù)設(shè)壓力設(shè)備對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型的巷道施加第二預(yù)設(shè)壓力值的支持力，得到第一應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型；

21、讀取所述第一應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型中的預(yù)設(shè)測量設(shè)備的數(shù)據(jù)，得到所述第一應(yīng)變數(shù)據(jù)。

22、可選的，所述獲取第二應(yīng)變數(shù)據(jù)包括：

23、通過所述第一預(yù)設(shè)壓力設(shè)備，根據(jù)第一施加梯度對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型施加壓力，以及通過所述第二預(yù)設(shè)壓力設(shè)備，根據(jù)第二施加梯度對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型的巷道施加支持力，得到第二應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型；

24、讀取所述第二應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型中的所述預(yù)設(shè)測量設(shè)備的數(shù)據(jù)，得到所述第二應(yīng)變數(shù)據(jù)。

25、可選的，所述獲取第三應(yīng)變數(shù)據(jù)包括：

26、通過所述第三預(yù)設(shè)壓力設(shè)備，根據(jù)預(yù)設(shè)載荷施加方式對所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型施加預(yù)設(shè)荷載總值的壓力，得到應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體相似模型；其中，所述預(yù)設(shè)荷載總值通過所述預(yù)設(shè)相似比以及所述待測量煤巖體的荷載總值進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算得到；

27、讀取所述應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體相似模型中的預(yù)設(shè)測量設(shè)備的數(shù)據(jù)，得到所述第三應(yīng)變數(shù)據(jù)。

28、可選的，在根據(jù)所述靜載應(yīng)力流矢量確定所述待測量煤巖體的煤巖體靜載應(yīng)力流，以及根據(jù)所述動載應(yīng)力流線確定所述待測量煤巖體的煤巖體動載應(yīng)力流之后，所述方法還包括：

29、獲取所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型在所述單軸加卸載試驗(yàn)過程中的第一圖像數(shù)據(jù)，以及所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型在所述雙軸加卸載試驗(yàn)過程中的第二圖像數(shù)據(jù)；

30、根據(jù)所述第一圖像數(shù)據(jù)、所述第二圖像數(shù)據(jù)、所述煤巖體靜載應(yīng)力流以及所述煤巖體動載應(yīng)力流進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述待測量煤巖體的應(yīng)變與所述煤巖體靜載應(yīng)力流和/或所述煤巖體動載應(yīng)力流之間的相關(guān)性。

31、根據(jù)本公開的第二方面，提供了一種煤巖體靜動載應(yīng)力流的測量裝置，包括：

32、第一獲取單元，用于獲取待測量煤巖體的煤巖體應(yīng)力流特征以及煤巖體地應(yīng)力場分布特征；其中，所述煤巖體應(yīng)力流特征通過預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型進(jìn)行單軸加卸載試驗(yàn)得到，所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征通過預(yù)設(shè)煤巖體相似模型進(jìn)行雙軸加卸載試驗(yàn)得到；

33、計(jì)算單元，用于根據(jù)所述煤巖體應(yīng)力流特征以及所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征進(jìn)行應(yīng)力流計(jì)算處理，得到所述待測量煤巖體的靜載應(yīng)力流矢量以及動載應(yīng)力流矢量；

34、所述計(jì)算單元還用于，根據(jù)所述動載應(yīng)力流矢量進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述動載應(yīng)力流矢量的外包絡(luò)面，并根據(jù)所述外包絡(luò)面確定動載應(yīng)力流線；

35、確定單元，用于根據(jù)所述靜載應(yīng)力流矢量確定所述待測量煤巖體的煤巖體靜載應(yīng)力流，以及根據(jù)所述動載應(yīng)力流線確定所述待測量煤巖體的煤巖體動載應(yīng)力流。

36、可選的，所述第一獲取單元包括：

37、第一處理模塊，用于通過所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型進(jìn)行單軸加卸載試驗(yàn)處理，得到所述煤巖體應(yīng)力流特征；其中，所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型為預(yù)先構(gòu)建的模擬所述待測量煤巖體的結(jié)構(gòu)特征的模型；

38、第二處理模塊，用于通過所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型進(jìn)行雙軸加卸載試驗(yàn)處理，得到所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征；其中，所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型為預(yù)先構(gòu)建的模擬所述待測量煤巖體的材料特征的模型。

39、可選的，所述第一處理模塊還用于：

40、獲取第一應(yīng)變數(shù)據(jù)；其中，所述第一應(yīng)變數(shù)據(jù)為在所述單軸加卸載試驗(yàn)的過程中，通過模擬所述待測量煤巖體的巖層自重應(yīng)力以及模擬所述待測量煤巖體的巷道支承力所得到的數(shù)據(jù)；

41、獲取第二應(yīng)變數(shù)據(jù)；其中，所述第二應(yīng)變數(shù)據(jù)為在所述單軸加卸載試驗(yàn)的過程中，通過模擬所述待測量煤巖體中不同埋深巷道的地應(yīng)力環(huán)境所得到的數(shù)據(jù)；

42、根據(jù)所述第一應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述待測量煤巖體的巖體初始地應(yīng)力場，并根據(jù)所述巖體初始地應(yīng)力場進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述待測量煤巖體的地應(yīng)力梯度區(qū)分布規(guī)律；

43、根據(jù)所述第二應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述待測量煤巖體的巖體內(nèi)部應(yīng)力場變化數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述地應(yīng)力梯度區(qū)分布規(guī)律以及所述巖體內(nèi)部應(yīng)力場變化數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述煤巖體應(yīng)力流特征。

44、可選的，所述第二處理模塊還用于：

45、獲取第三應(yīng)變數(shù)據(jù)；其中，所述第三應(yīng)變數(shù)據(jù)為在所述雙軸加卸載試驗(yàn)過程中，通過對所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型施加預(yù)設(shè)荷載總值的載荷后，所得到的數(shù)據(jù)；

46、根據(jù)所述第三應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型對應(yīng)的應(yīng)力演化規(guī)律；

47、通過預(yù)設(shè)相似比對所述應(yīng)力演化規(guī)律進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征，其中，所述預(yù)設(shè)相似比為所述待測量煤巖體與所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型之間的比例尺。

48、可選的，所述第一處理模塊還用于：

49、通過第一預(yù)設(shè)壓力設(shè)備對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型施加第一預(yù)設(shè)壓力值的壓力，以及通過第二預(yù)設(shè)壓力設(shè)備對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型的巷道施加第二預(yù)設(shè)壓力值的支持力，得到第一應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型；

50、讀取所述第一應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型中的預(yù)設(shè)測量設(shè)備的數(shù)據(jù)，得到所述第一應(yīng)變數(shù)據(jù)。

51、可選的，所述第一處理模塊還用于：

52、通過所述第一預(yù)設(shè)壓力設(shè)備，根據(jù)第一施加梯度對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型施加壓力，以及通過所述第二預(yù)設(shè)壓力設(shè)備，根據(jù)第二施加梯度對所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型的巷道施加支持力，得到第二應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型；

53、讀取所述第二應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型中的所述預(yù)設(shè)測量設(shè)備的數(shù)據(jù)，得到所述第二應(yīng)變數(shù)據(jù)。

54、可選的，所述第二處理模塊還用于：

55、通過所述第三預(yù)設(shè)壓力設(shè)備，根據(jù)預(yù)設(shè)載荷施加方式對所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型施加預(yù)設(shè)荷載總值的壓力，得到應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體相似模型；其中，所述預(yù)設(shè)荷載總值通過所述預(yù)設(shè)相似比以及所述待測量煤巖體的荷載總值進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算得到；

56、讀取所述應(yīng)變后的預(yù)設(shè)煤巖體相似模型中的預(yù)設(shè)測量設(shè)備的數(shù)據(jù)，得到所述第三應(yīng)變數(shù)據(jù)。

57、可選的，所述裝置還包括：

58、第二獲取單元，用于獲取所述預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型在所述單軸加卸載試驗(yàn)過程中的第一圖像數(shù)據(jù)，以及所述預(yù)設(shè)煤巖體相似模型在所述雙軸加卸載試驗(yàn)過程中的第二圖像數(shù)據(jù)；

59、分析單元，用于根據(jù)所述第一圖像數(shù)據(jù)、所述第二圖像數(shù)據(jù)、所述煤巖體靜載應(yīng)力流以及所述煤巖體動載應(yīng)力流進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到所述待測量煤巖體的應(yīng)變與所述煤巖體靜載應(yīng)力流和/或所述煤巖體動載應(yīng)力流之間的相關(guān)性。

60、根據(jù)本公開的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：

61、至少一個(gè)處理器；以及

62、與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；其中，

63、所述存儲器存儲有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行前述第一方面所述的方法。

64、根據(jù)本公開的第四方面，提供了一種存儲有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行前述第一方面所述的方法。

65、根據(jù)本公開的第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如前述第一方面所述的方法。

66、本公開提供的煤巖體靜動載應(yīng)力流的測量方法及裝置、電子設(shè)備，獲取待測量煤巖體的煤巖體應(yīng)力流特征以及煤巖體地應(yīng)力場分布特征；其中，所述煤巖體應(yīng)力流特征通過預(yù)設(shè)煤巖體砌筑模型進(jìn)行單軸加卸載試驗(yàn)得到，所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征通過預(yù)設(shè)煤巖體相似模型進(jìn)行雙軸加卸載試驗(yàn)得到；根據(jù)所述煤巖體應(yīng)力流特征以及所述煤巖體地應(yīng)力場分布特征進(jìn)行應(yīng)力流計(jì)算處理，得到所述待測量煤巖體的靜載應(yīng)力流矢量以及動載應(yīng)力流矢量；根據(jù)所述動載應(yīng)力流矢量進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理，得到所述動載應(yīng)力流矢量的外包絡(luò)面，并根據(jù)所述外包絡(luò)面確定動載應(yīng)力流線；根據(jù)所述靜載應(yīng)力流矢量確定所述待測量煤巖體的煤巖體靜載應(yīng)力流，以及根據(jù)所述動載應(yīng)力流線確定所述待測量煤巖體的煤巖體動載應(yīng)力流。與相關(guān)技術(shù)相比，本公開實(shí)施例通過單軸壓縮試驗(yàn)和相似模擬試驗(yàn)測量獲取應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)后，通過應(yīng)力流張量表征理論計(jì)算了應(yīng)力梯度場和應(yīng)力流矢量，揭示了采動靜載應(yīng)力下煤巖體應(yīng)力流特征，能夠可靠且準(zhǔn)確的測量煤巖體靜動載應(yīng)力流。

67、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本技術(shù)的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本技術(shù)的范圍。本技術(shù)的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。