[發明專利]一種基于隨鉆響應參數的沖擊危險性動態探測及評估方法

有效

• 申請號: 202011029934.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112145151B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 曹安業;劉耀琪;王桂峰;白賢棲;薛成春;溫穎遠;郭文豪;王崧瑋;葛慶;薛建秋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;徐州物碩信息技術有限公司;徐州弘毅科技發展有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06;E21F17/18
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開一種基于隨鉆響應參數的沖擊危險性動態探測及評估方法，包括以下步驟：S1、采集隨鉆響應參數數據；S2、處理所述隨鉆響應參數數據，計算危險預測權重；S3、根據所述危險預測權重，計算沖擊危險預警指標；S4、根據所述沖擊危險預警指標值，獲取鉆進區域危險等級并實時預警；S5、根據所述S4中鉆進區域危險等級，獲取下一鉆孔位置；S6、重復步驟S1?S4進行下一鉆孔探測。本發明實時采集鉆機鉆進過程中扭矩、推力、孔底壓力、鉆屑量、電磁輻射、波速等隨鉆信息并實時進行后處理，判斷鉆進區域沖擊危險性，操作人員根據危險預警指示燈判斷鉆進區域沖擊危險性，降低了高應力區現場施工所帶來的風險。

技術領域

本發明涉及煤礦開采及煤礦安全技術領域，特別是涉及一種基于隨鉆響應參數的沖擊危險性動態探測及評估方法。

背景技術

沖擊地壓作為煤礦生產過程中典型的動力災害，嚴重威脅著煤礦的生命財產安全。目前我國已有沖擊地壓礦井200余座，幾乎遍布各個產煤省份，尤其是山東、陜西及內蒙的部分礦區，受采深大、地質條件復雜等影響，沖擊地壓威脅日益嚴重。深部開采沖擊地壓具有發生頻率高、突發性強的特點，因此開發沖擊地壓的快速探測及預測技術迫在眉睫。高應力集中作為沖擊地壓發生的必要條件，如何做到開采過程中高應力區的精準探測對沖擊地壓的預測及防治有重要意義。鉆屑法起源于20世紀50年代中期，經過國內外諸多學者的研究與探索實踐，目前已廣泛應用于煤礦沖擊地壓危險局部點監測及卸壓效果檢驗，并且其實施方式與預警指標的確立已有相關國家標準。其特點在于利用鉆進過程中的出粉量及動力效應來確定應力集中狀態，進而判斷沖擊危險性。該方法在廣泛應用的同時，仍存在一些不足。

目前使用的鉆屑法僅將鉆屑量與動力效應作為沖擊危險判別指標，所得信息由人工判斷并抄送，具有較大的主觀性及誤差可能性；其次人工抄送的信息無法及時處理上傳至主機，無法與微震、應力在線等其他預警信息整合處理，無法建立綜合預警模型，與煤礦發展的信息化與智能化宗旨相悖；此外，鉆屑法施工需同時操縱鉆機、接續鉆桿及記錄信息，傳統鉆屑法施工至少由3人配合方可施工，加之施工區域往往無法確定其危險性，僅卸壓效果檢驗就造成多起惡性傷人事件。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于隨鉆響應參數的沖擊危險性動態探測及評估方法，以解決上述現有技術存在的問題，實現了實時監測隨鉆響應參數，并且實現參數可量化，對沖擊危險性進行動態探測及評估。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種基于隨鉆響應參數的沖擊危險性動態探測及評估方法，包括以下步驟：

S1、采集隨鉆響應參數數據；

S2、處理所述隨鉆響應參數數據，計算危險預測權重；

S3、根據所述危險預測權重，計算沖擊危險預警指標；

S4、根據所述沖擊危險預警指標值，獲取鉆進區域危險等級并實時預警；

S5、根據所述S4中鉆進區域危險等級，獲取下一鉆孔位置；

S6、重復步驟S1-S4進行下一鉆孔探測。

優選的，所述隨鉆響應參數包括扭矩、推力、孔底壓力、鉆屑量、電磁輻射、波速。

優選的，所述S2包括以下子步驟：

S21、對所述隨鉆響應參數數據進行無量綱處理；

S22、對無量綱處理后的所述隨鉆響應參數進行權重確定；

S23、根據所述S22獲得的隨鉆響應參數權重計算所述沖擊危險預警指標。

優選的，所述無量綱處理計算方法為：