[发明专利]一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法及系统

权利要求书

1.一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法，其特征在于，包括：

获取岩体的内摩擦角和粘聚力，以及采场的宽度和高度；

将所述岩体的内摩擦角和粘聚力，以及采场的宽度和高度输入预先建立的导水裂隙带高度预测模型，得到导水裂隙带高度；

所述导水裂隙带高度预测模型的获取步骤包括：

获取多组历史岩体粘聚力、内摩擦角、采场宽度、采场高度逐渐递增的样本，以及对应的历史导水裂隙带高度样本；

分别对历史导水裂隙带高度和历史岩体粘聚力、历史内摩擦角、历史采场宽度、历史采场高度关系的样本数据进行拟合，得到岩体粘聚力对应的拟合系数、岩体内摩擦角对应的拟合系数、采场高度对应的拟合系数和采场宽度对应的拟合系数；

结合岩体粘聚力、内摩擦角、采场宽度和采场高度对应的拟合系数，得到导水裂隙带高度预测模型，所述导水裂隙带高度预测模型为：

为岩体内摩擦角，c为岩体粘聚力，B为采场宽度，h为采场高度，H为导水裂隙带高度，k₁为岩体粘聚力对应的拟合系数，k₂为岩体内摩擦角对应的拟合系数，k₃为采场高度对应的拟合系数，k₄为采场宽度对应的拟合系数，k₅为常数。

2.根据权利要求1所述的一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法，其特征在于，在所述分别对历史导水裂隙带高度和历史岩体粘聚力、历史内摩擦角、历史采场宽度、历史采场高度关系的样本数据进行拟合的过程中采用莱文贝格－马夸特方法。

3.根据权利要求1所述的一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法，其特征在于，所述导水裂隙带高度预测模型具体为：

拟合优度为0.958。

4.根据权利要求1所述的一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法，其特征在于，对所述历史导水裂隙带高度和历史岩体粘聚力的样本数据拟合步骤包括：

采用最小二乘法进行指数拟合、线性拟合、对数拟合、多项式关系拟合、幂函数拟合，取其中拟合优度最高的，为最终拟合关系；

随着岩体粘聚力的提高，导水裂隙带高度逐渐减小，得到历史导水裂隙带高度和历史岩体粘聚力为对数关系，具体为：

y₁＝-20.66ln(x₁)+37.211

y₁为单一变量为历史粘聚力的情况下对应的历史导水裂隙带高度，x₁为历史岩体粘聚力，拟合优度为0.9921。

5.根据权利要求1所述的一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法，其特征在于，对所述历史导水裂隙带高度和历史内摩擦角的样本数据拟合步骤包括：

采用最小二乘法进行指数拟合、线性拟合、对数拟合、多项式关系拟合、幂函数拟合，取其中拟合优度最高的，为最终拟合关系；

历史内摩擦角以正切值的形式影响历史导水裂隙带高度，随着岩体摩擦角的提高，导水裂隙带高度逐渐减小，拟合得到历史导水裂隙带高度和历史内摩擦角为对数关系，具体为：

y₂＝-64.56ln(x₂)+32.622

y₂为单一变量为历史内摩擦角的情况下对应的历史导水裂隙带高度，x₂为历史内摩擦角，拟合优度为0.9735。

6.根据权利要求1所述的一种金属矿开采中导水裂隙带高度的获取方法，其特征在于，对所述历史导水裂隙带高度和历史采场宽度的样本数据拟合步骤包括：

采用最小二乘法进行指数拟合、线性拟合、对数拟合、多项式关系拟合、幂函数拟合，取其中拟合优度最高的，为最终拟合关系；

随着采场宽度的增加，导水裂隙带高度逐渐增大，得到历史导水裂隙带高度和历史采场宽度的样本数据为线性关系，具体为：

y₃＝0.904x₃+22.067

y₃为单一变量为历史采场宽度的情况下对应的历史导水裂隙带高度，x₃为历史采场宽度，优度为0.9778。