[發明專利]一種基于隨采參數和/或隨鉆參數的巖石可切割性評價方法、破巖設備及破巖系統

在審

• 申請號: 202111165793.9
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114372319A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王少鋒;唐宇;周子龍;李夕兵
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N20/00;G06N20/10;E21C39/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 姚瑤

1.一種基于隨采參數和/或隨鉆參數的巖石可切割性評價方法，其特征在于：包括以下步驟：

獲取現場開采過程中破巖設備的隨采參數和/或鉆進過程中的隨鉆參數；

獲取隨采參數和/或基于隨采參數隨鉆參數對應的多個目標特征量；

獲取基于所述多個目標特征量構建的可切割性評分標準，所述可切割性評分標準為所述多個目標特征量與可切割性等級的對應關系；

基于所述隨采參數和/或隨鉆參數以及對應的可切割性等級構建可切割性等級預測模型，進而將現場破巖設備的隨采參數和/或現場鉆孔時的隨鉆參數輸入所述可切割性等級預測模型得到可切割性等級結果；或者，基于所述隨采參數和/或隨鉆參數與所述多個目標特征量構建所述多個目標特征量預測模型，進而將現場破巖設備的隨采參數和/或現場鉆孔時的隨鉆參數輸入所述多個目標特征量預測模型得到目標特征量，再基于所述可切割性評分標準得到可切割性等級結果；

利用所述可切割性等級結果指導破巖設備的機械參數設置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述多個目標特征量為：刀具磨損度、破巖比能和破巖產量的組合或者破巖比能SE與巖石單軸抗壓強度UCS與彈性模量E的組合。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述隨采參數對應的多個目標特征量為刀具磨損度、破巖比能和破巖產量的組合，所述隨鉆參數對應的多個目標特征量為破巖比能SE與巖石單軸抗壓強度UCS與彈性模量E的組合。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：若獲取的是隨采參數，利用所述隨采參數指導破巖設備的機械參數的設置，具體為：

將現場破巖設備的隨采參數輸入所述多個目標特征量預測模型得到刀具磨損度、破巖比能和破巖產量的目標特征量；

再利用所述刀具磨損度、破巖比能和破巖產量以及所述可切割性評分標準得到可切割性等級結果；

最后，利用所述可切割性等級結果調整破巖設備的機械參數；

其中，在現場開采過程基于上述過程實現機械參數的動態自適應調整。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：若獲取的是隨鉆參數，利用所述隨鉆參數指導破巖設備的機械參數的設置，具體為：

首先，現場鉆孔并采集隨鉆參數，再將其輸入所述可切割性等級預測模型得到所述可切割性等級結果；

其中，所述可切割性等級預測模型的訓練過程為：

(i)通過鉆進實驗得到隨鉆參數、破巖比能SE與巖石單軸抗壓強度UCS與彈性模量E；

(ii)基于破巖比能SE與巖石單軸抗壓強度UCS與彈性模量E，并以可切割性評分標準為參考得到每組隨鉆參數對應的可切割性等級結果；

(iii)以隨鉆參數為模型輸入，可切割性等級結果為模型輸出進行模型訓練得到所述可切割性等級預測模型；

最后，利用所述可切割性等級結果指導破巖設備的機械參數設置。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：還包括：

開采之前，先利用所述隨鉆參數得到可切割性等級結果，再進行實際開采，并利用所述隨采參數得到可切割性等級結果；

比較兩個可切割性等級結果是否一致，若一致，利用所述隨鉆參數或利用所述隨采參數得到的可切割性等級結果均可用于指導破巖設備的機械參數的設置；

若不一致，以現場實際得到的目標特征量為基準調整可切割性評分標準，直至兩個模型結果相匹配。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述可切割性評分標準包括如下評分表以及基于評分總值確定可切割性等級的規則；

若存在3個目標特征量，對應評分表為：

其中，a1、b1、c1、d1、e1、a2、b2、c2、d2、e2、a3、b3、c3、d3、e3均為設定的評分邊界值，Q1-Q4、O1-O4、P1-P4數值依次遞增，均為正整數。