[发明专利]一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法

权利要求书

1.一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法，其特征在于，包括：

针对采煤工作面回采过程中未采动阶段、采动阶段和停采阶段的地质资料和岩层电阻率资料，确定地层属性和岩层电阻率属性，并构建全空间条件下，未采动阶段、采动阶段和停采阶段的n个地电模型；

构建全空间条件下的高阻和低阻地电模型；

对n个所述地电模型进行模拟仿真计算，得到n个所述地电模型对应的视电阻率数据集，作为训练集；对所述高阻和低阻地电模型进行模拟仿真计算，得到所述高阻和低阻地电模型对应的视电阻率数据集，作为测试集；

利用所述训练集对预先构建的BP神经网路进行训练，直至满足预设训练目标的最小误差；

利用所述测试集对训练后的BP神经网路的性能进行测试，通过最小均方根误差判断测试正确率是否满足预设值，若满足，则得到最终的BP神经网路；

利用最终的BP神经网路对开采现场采集不同采动阶段的地电响应数据进行全空间反演，得到开采现场的真实电阻率数据；

根据开采现场的真实电阻率数据的变化规律，确定不同采动阶段的覆岩采动裂隙发育范围和最大发育高度。

2.根据权利要求1所述的一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法，其特征在于，所述高阻和低阻地电模型包括：单层高阻地电模型和双层高阻和低阻地电模型；所述单层高阻地电模型中包含有一层高阻地层；所述双层高阻和低阻地电模型中包含有两层地层，一层为高阻地层，另一层为低阻地层。

3.根据权利要求2所述的一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法，其特征在于，所述单层高阻地电模型的构建过程为：

建立500*500*500的三维均匀全空间模型，将该三维均匀全空间模型的电阻率视为围岩背景场的电阻率，设为200Ωm；

在三维均匀全空间模型的中间位置建立一层高阻地层，将高阻地层的电阻率设为500Ωm。

4.根据权利要求2所述的一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法，其特征在于，所述双层高阻和低阻地电模型的构建过程为：

建立500*500*500的三维均匀全空间模型，将该三维均匀全空间模型的电阻率视为围岩背景场的电阻率，设为200Ωm；

在三维均匀全空间模型中间建立两层地层，一层为高阻地层，电阻率设为500Ωm，另一层为低阻地层，电阻率设为100Ωm。

5.根据权利要求1所述的一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法，其特征在于，对n个所述地电模型和所述高阻和低阻地电模型进行模拟仿真计算，包括：

针对n个所述地电模型和所述高阻和低阻地电模型，在采煤工作面推进过程中，每推进2.5m调整一次所述地电模型的电阻率值，且岩层电阻率变化步长为10Ω·m；

根据上述电阻率的变化规律，得到裂隙动态发育过程中的n个所述地电模型在未采动阶段、采动阶段和停采阶段的视电阻率数据集以及所述高阻和低阻地电模型的视电阻率数据集。

6.根据权利要求1所述的一种监测煤层覆岩裂隙演化的钻孔电阻率全空间成像方法，其特征在于，根据开采现场的真实电阻率数据的变化规律，确定不同采动阶段的覆岩采动裂隙发育范围和最大发育高度，包括：

对BP神经网路输出的开采现场的真实电阻率数据进行成像处理，以不同颜色表示不同数值范围的电阻率；

根据成像结果分析开采现场在未采动阶段、采动阶段和停采阶段的岩层电阻率变化趋势；

根据岩层电阻率变化趋势，圈定不同采动阶段下开采现场覆岩采动裂隙的发育范围和裂隙带最大发育高度。