[发明专利]一种掘进工作面煤与瓦斯突出危险区域电位精细判识方法

权利要求书

1.一种掘进工作面煤与瓦斯突出危险区域电位精细判识方法，其特征在于：首先在与判断存在突出危险的掘进工作面迎头(2)实体煤两侧分别施工两条电位测试钻孔(3)，在两条电位测试钻孔(3)中分别布置电位测线；然后利用电位测线上多点电位测点(4)的数据进行反演成像，得到工作面迎头(2)前方两条电位测线之间的实体煤区域内的电位反演云图分布特征；最后利用模糊数学方法统计云图中电位反演值的隶属度函数，确定危险临界值；利用电位反演临界值对待判识区域的局部突出危险区域进行精细判识。

2.根据权利要求1所述掘进工作面煤与瓦斯突出危险区域电位精细判识方法，其特征在于具体步骤如下：

a、根据工作面煤层实际生产条件初步判断是否存在煤与瓦斯突出危险，若存在则对掘进工作面迎头前方实体煤中真正具有突出危险的局部区域进行精细判识，并采取针对性突出防治对策；

b、在掘进工作面沿着掘进方向(1)向工作面迎头(2)的实体煤中施工两条电位测试钻孔(3)，在两条电位测试钻孔(3)中布置电位测线，并在电位测线上的不同位置布置电位测点(4)测试电位信号数据，此时两条电位测线之间的实体煤区域即为待判识区域(5)；

c、利用电位测线数据进行双边反演层析成像，得到迎头前方两条电位测线之间待判识区域(5)的电位反演云图空间分布特征信息；

d、统计反演云图空间分布特征信息中所有网格点(6)的电位反演值分布，得到反演值的隶属度函数，根据安全生产的科学准则预设隶属度阈值，根据隶属度阈值得到反映不同突出危险程度的电位反演临界值；

e、基于电位反演临界值对掘进工作面迎头前方待判识区域(5)中的局部突出危险区域进行识别划分，并结合判识结果提出针对性突出防治对策。

3.根据权利要求2所述的掘进工作面煤与瓦斯突出危险区域电位精细判识方法，其特征在于：两条电位测试钻孔(3)平行且垂直于迎头(2)的倾向深入前方实体煤中，同一电位测线上等间距布置多个电位测点(4)的正极，负极并联，布置于负极布置于掘进迎头后方结构稳定的实体煤中，测试不同测点的正极与公共电极之间的电位差值，即相对值作为电位值。

4.根据权利要求2所述的掘进工作面煤与瓦斯突出危险区域电位精细判识方法，其特征在于：

利用每条电位测线的电位数据进行层析成像，得到不同网格点(6)的电位反演值，然后利用差值算法得到整个待判识区域(5)的电位反演云图。再将双边的电位反演结果加权叠加，最后得到修正后的反演结果，对于任意网格点S，其电位反演值的修正结果η_d通过下式计算得到：

式中：η_d——修正后网格点S的电位反演值；

r₁——网格点S到待判识区域上边界测线中点C₁的距离；

r₂——网格点S到待判识区域下边界测点中点C₂的距离；

η₁——网格点S基于上边测线电位数据反演结果得到的电位反演值；

η₂——网格点S基于下边测线电位数据反演结果得到的电位反演值；

电位反演值为概率值，表示该网格点(6)存在损伤破坏的概率大小，即突出危险性的大小。