[发明专利]煤岩微芯数字智能精细探测预报系统、方法及装置

说明书

本发明提供了煤岩微芯数字智能精细探测预报系统、方法及装置，将多要素探测原理、强度计算方法、预报预警标准编制成计算程序语言，汇集成智能分析系统，并将智能分析系统配置于煤岩微芯钻取装置，形成煤岩微芯数字智能探测预报系统和装置。该系统和装置操作简单、运输方便，占用空间小，适用于煤矿井巷、隧道围岩开挖开采过程中风险探测预报，精度高、预报结果准确。

【技术领域】

本发明涉及矿山工程技术领域，尤其涉及煤岩微芯数字智能精细探测预报系统、方法及装置。

【背景技术】

目前，传统的煤矿工程、隧道工程、岩土工程等冲击地压、岩爆、塌陷风险测试预报技术均采用现场取芯、实验室测试、标准计算后给出对应的等级，然后再根据现场状况给出预报结果，耗费时间长、耗资严重、人力物力投入多，且时间滞后、结果偏离较大。无法满足现代化开挖开采安全预报工作需要，更无法对现场事件作出快速、准确应急处置对策。

因此，有必要研究煤岩微芯数字智能精细探测预报系统、方法及装置来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了煤岩微芯数字智能精细探测预报系统、方法及装置，将多要素探测原理、强度计算方法、预报预警标准编制成计算程序语言，汇集成智能分析系统，并将智能分析系统配置于煤岩微芯钻取装置，形成煤岩微芯数字智能探测预报系统和装置。该系统和装置操作简单、运输方便，占用空间小，适用于煤矿井巷、隧道围岩开挖开采过程中风险探测预报，精度高、预报结果准确。

一方面，本发明提供一种煤岩微芯数字智能探测预报系统，所述探测预报系统包括：

数据采集单元，用于钻取煤岩中的煤岩特征触感参数；

数据标定单元，用于将煤岩特征触感参数量化标定为煤岩力学强度指标；

分级处理单元，用于对煤岩力学强度指标进行分级计算处理，并给出分级标准；

预警分析单元，用于根据分级标准对分级处理后的数据进行分析校对和警报处理。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述煤岩特征触感参数包括颗粒粒径、孔隙率、含水量、裂隙构造、地应力、转矩、转速、钻进速率、钻进推力和液压功率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述煤岩力学强度指标包括煤岩类型、主应力、切应力、岩石弹性能指数、动态破坏时间、冲击能指数、冲击能速度指数、冲击临界软化系数、冲击临界应力系数、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、岩体完整性和硬度系数。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分级处理单元中的分级标准包括围岩质量等级(RQD)分级标准、岩爆预测标准、冲击倾向性标准和冲击地压危险性标准。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预警分析单元中的分析校对结果为对煤矿煤岩和隧道围岩的预报预警。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种煤岩微芯数字智能探测预报方法，所述方法包括以下步骤：

S1：钻取煤岩中的煤岩特征触感参数；

S2:利用触感参数进行煤岩类型、主应力、切应力、岩石弹性能指数、动态破坏时间、冲击能指数、冲击能速度指数、冲击临界软化系数、冲击临界应力系数、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、岩体完整性、硬度系数量化标定；

S3：根据量化标定结果给出触感参数与煤岩物理、力学定量计算方法；

S4：建立围岩质量等级分级标准、岩爆预测标准及冲击倾向性标准和冲击地压危险性标准；

S5：分别给出针对煤矿煤岩和隧道围岩的预报预警。