[发明专利]一种采动卸压边界探测方法

说明书

发明提供一种采动卸压边界探测方法。该方法在采动稳定区利用瞬变电磁法，地震勘探、数值模拟方法和高密度电法从不同参数角度获得与之对应的采动卸压边界，并结合采场的实际状况，对所获得的采动卸压边界的数据进行优化，并提高各方法对边界确定的准确度，再对经过数据优化后的所有采动卸压边界进行拟合，最终获得采动卸压边界。该方法考虑了地质结构的复杂性和多变性，提高了采动卸压边界确定的准确性，可以较为精确的获得采动卸压边界。对于消除煤与瓦斯突出危险性具有重要意义，对煤矿安全开采提供了有力的保障。

技术领域

本发明涉及矿山工程领域，特别涉及一种采动卸压边界探测方法。

背景技术

现有采动卸压边界探测方法可靠性较低，加之地质结构复杂，无法准确推演真实的卸压边界，进而造成煤与瓦斯突出消突位置判断不准确，最终造成安全事故以及经济损失。同时，采用单一探测方法对采动卸压边界进行探测会存在较大误差。因此，建立适用于采动卸压边界探测的方法，具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种采动卸压边界探测方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种采动卸压边界探测方法，包括以下步骤：

1)利用多种方法获得多组采动卸压边界数据。

2)进行数据优化。

3)结合采场地质情况，确定各组采动卸压边界所占权重。

4)对赋权后的各组采动卸压边界进行拟合，得出最终采动卸压边界。

进一步，步骤1)具体包括以下步骤：

1.1)在采动稳定区利用瞬变电磁法观察得到多个剖面，并获取各剖面的地电特征，得到电磁-卸压边界。

1.2)采用三维地震勘探技术，利用p波的反射得出岩层性质，对剖面图进行分析确定声波-卸压边界。

1.3)根据采场的物理参数进行数值模拟，获得采场-卸压边界。

1.4)使用高密度电阻率法进行探测，获得采场的电阻率分布特征范围图，获得电阻率-卸压边界。

进一步，步骤1.1)中，当存在低阻矿化带或者低阻反应不明显时，采用直流电磁法和高密度法对局部进行测试，完善电磁-卸压边界。

进一步，步骤2)中，给定初始优化模型。将单种卸压边界确定方法获得的所有数据作为一个数据集。将数据集分为训练集和测试集。通过在训练集上训练模型，在测试集上观察不同情况下对应的MSE大小，并重复n次。其中，n为数据集的数据数量。取n个MSE的平均值得出最终testMSE。

进一步，步骤3)中，通过层次分析法和专家打分法确定在不同地质条件下，四种采动卸压边界确定方法的可靠性和权重。

进一步，步骤4)中具体包括以下步骤：

4.1)对赋权后的采动卸压边界利用数据处理软件进行拟合。

4.2)对拟合后的数据，利用数据处理软件进行绘图展示，确定最终拟合采动卸压边界。

进一步，步骤4.1)中，先确定拟合函数多项式的次数，然后利用最小二乘法拟合。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

A.对采动卸压边界数据进行优化，保证数据的有效精确性以及单种方法得到的采动卸压边界的准确性；

B.从不同地质条件出发建立多个权重指标体系，通过专家打分法确定在不同地质条件下，四种采动卸压边界确定方法的可靠性及权重；

C.考虑了地质结构的复杂性和多变性，提高了采动卸压边界确定的准确性，可以较为精确的获得采动卸压边界；