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专利号: 2019104049556
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于微震损伤重构的采动应力评估方法,其特征在于首先根据微震参量重构采场的损伤参量;然后基于损伤力学通过关联损伤参量获得采场应力分布,进而获得采动应力场分布,具体步骤如下:a将评估区域进行网格划分形成网格划分图,以各网格节点对应的统计圆为区域统计窗口,采用累加方法计算各统计区域的累积变形能εEi和微震事件数Ni或煤岩受载经历时间Δti作为各网格节点的数值;

b遍历网格划分图中的数列累积变形能εEi找到其最大值max{εEi},并计算出评估区域的的平均累积变形能εF;

c利用公式: 计算网格划分图中每个网格节点处对应的损伤参

量Di,式中Di为第i个网格节点对应的损伤参量数值;

d计算各网格节点处的采动应力数值:

当工作面开采速度近似匀速稳定时,采用应变-时间模式:

σi=E·αt·Δti·(1-Di)

当工作面开采速度不稳定时,采用应变-微震频次模式:

σi=E·αN·Ni·(1-Di)

式中:σi为第i个网格节点处对应的采动应力数值;E为弹性模量;αt为应变-时间系数;

αN为应变-微震频次系数,最后对各网格节点处的采动应力数值进行插值,即可获得评估区域的采动应力空间分布信息,最终利用分布信息得到被测区域的应力分布图,为矿井安全设计提供指导依据。

2.根据权利要求1所述的基于微震损伤重构的采动应力评估方法,其特征在于:在网格划分图中用s为网格划分间距,r为统计滑移半径,为避免统计滑移过程中遗漏个别微震事件而导致结果失真,两者满足关系如下: 具体计算过程为:以各网格节点对应的统计圆为区域统计窗口,采用累加方法计算各统计区域的累积变形能εEi和微震事件数Ni或煤岩受载经历时间Δti作为各网格节点的数值,其计算公式为:Δti=tiN-ti1

式中:εEi表示第i个网格节点对应统计圆区域的的累积变形能;Ni表示第i个网格节点对应统计圆区域的的微震事件个数;Eij表示第i个网格节点对应统计圆区域的第j个微震事件的能量;Δti表示第i个网格节点对应统计圆区域的受载经历时间;tiN表示第i个网格节点对应统计圆区域中最后一个微震事件发生的时间;ti1表示第i个网格节点对应统计圆区域中第一个微震事件发生的时间。

3.根据权利要求1所述的基于微震损伤重构的采动应力评估方法,其特征在于:平均累积变形能εF的计算公式为: 式中:max{εEi}为评估区域最大的累积变形能数值;Dc为完全损伤状态下对应的损伤参量数值,这里选取0.95。