岩层开采区域的渗水透水预警方法、装置和系统与流程

本技术涉及煤炭开采，具体而言，涉及一种岩层开采区域的渗水透水预警方法、装置、计算机可读存储介质和系统。

背景技术：

1、煤炭开采的过程中会对覆岩产生各式的扰动影响，当扰动破坏较为严重时会产生渗水透水等问题，容易引发一系列的安全事故。

2、目前对覆岩渗水透水的预测手段主要有以下几种：一是通过物理相似材料模拟实验、数值模拟实验以及结合生产实战资料综合分析等方法进行研究。二是根据具体地质条件综合各种地学信息评价含水层的富水性，并依据导水裂隙带言度发育进行冒裂安全性分区。三是应用数值模拟软件进行渗水透水判别与仿真模拟预测。四是利用钻孔抽水试验数据或水文物探(直流电法、瞬变电磁法以及核磁共振法等)数据，构建含水层富水性模型。

3、现有方案的缺点：覆岩渗水透水评估方法，通过在采前与采后两个区域钻孔进行漏失液量监测，对覆岩采动后裂隙发育情况以及渗水透水概率进行预测，但此方法需要在开采过程中多次监测，且在部分开采条件下操作较为困难。通过漏失液量的监测反应裂隙贯通情况可能存在多种复杂情况，渗水透水概率较低的区域仍有概率发生渗水透水事故。由此可见现有的覆岩渗水透水评估方法仍有不足之处。

4、即现有方案均从纵向多次打孔，从而容易绕过渗水透水区域使得判断结果不符合实际工况，进而造成覆岩渗水透水程度的预测准确度较低。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种岩层开采区域的渗水透水预警方法、装置、计算机可读存储介质和系统，以至少解决现有方案均从纵向多次打孔，从而容易绕过渗水透水区域使得判断结果不符合实际工况，进而造成覆岩渗水透水程度的预测准确度较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种岩层开采区域的渗水透水预警方法，该方法包括：

3、获取岩层开采区域的岩层破断角，并确定与所述岩层破断角对应的采前区域打孔位置和采后区域打孔位置，所述采前区域打孔位置和采后区域打孔位置之间的距离为预设距离，采前区域和采后区域的打孔方式均为沿着所述岩层破断角的斜线方向进行打孔的方式；

4、获取第一液量曲线和第二液量曲线，所述第一液量曲线为所述采前区域的漏失液的液量与纵向深度的关系曲线，所述第二液量曲线为所述采后区域的漏失液的液量与纵向深度的关系曲线；

5、根据第一液量曲线和第二液量曲线，确定所述岩层开采区域的裂隙发育度，并根据所述裂隙发育度所处的范围，生成第一预警信息，或者生成第二预警信息，所述第一预警信息表征所述岩层开采区域需要进行注浆工作，所述第二预警信息表征需要抽取所述采后区域中的漏失液。

6、可选地，根据第一液量曲线和第二液量曲线，确定所述岩层开采区域的裂隙发育度，包括：

7、根据

8、确定所述岩层开采区域的裂隙发育度，其中，f为所述岩层开采区域的裂隙发育度，s′(x)为所述采后区域中在0至l垂直深度中位于x垂直深度的漏失液的液量，s(x)为所述采前区域中在0至l垂直深度中位于x垂直深度的漏失液的液量。

9、可选地，根据所述裂隙发育度所处的范围，生成第一预警信息，或者生成第二预警信息，包括：在所述裂隙发育度大于第一裂隙发育度阈值，且所述裂隙发育度小于第二裂隙发育度阈值的情况下，生成所述第一预警信息，所述第二裂隙发育度阈值大于所述第一裂隙发育度阈值；在所述裂隙发育度大于所述第二裂隙发育度阈值的情况下，生成所述第二预警信息。

10、可选地，在根据第一液量曲线和第二液量曲线，确定所述岩层开采区域的裂隙发育度之后，所述方法还包括：在所述裂隙发育度小于或者等于第一裂隙发育度阈值的情况下，生成液量安全信息，以提示所述岩层开采区域安全，并无需采用防治手段，所述防治手段表征所述岩层开采区域需要进行注浆工作，或者表征需要抽取所述采后区域中的漏失液。

11、可选地，根据第一液量曲线和第二液量曲线，确定所述岩层开采区域的裂隙发育度，包括：采用裂隙发育度预测模型，对第一液量曲线和第二液量曲线进行处理，得到所述裂隙发育度，其中，所述裂隙发育度预测模型是使用多组训练数据训练得到的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括历史时间段内获取的：采前区域的液量曲线、采后区域的液量曲线以及与所述采前区域的液量曲线和所述采后区域的液量曲线对应的裂隙发育度。

12、可选地，在生成第二预警信息之后，所述方法还包括：控制抽水设备抽取所述采后区域中的漏失液。

13、可选地，获取岩层开采区域的岩层破断角，包括：

14、根据

15、确定所述岩层开采区域的所述岩层破断角，其中，为岩石的内摩擦角；l为关键层破断距，e为关键层弹性模量，γ为关键层容重，h为关键层厚度，e′为载荷岩层弹性模量，γ′为载荷岩石容重，h′为载荷岩层厚度，rt为支柱载荷，β为所述岩层破断角。

16、根据本技术的另一方面，提供了一种岩层开采区域的渗水透水预警装置，该装置包括：

17、第一获取单元，用于获取岩层开采区域的岩层破断角，并确定与所述岩层破断角对应的采前区域打孔位置和采后区域打孔位置，所述采前区域打孔位置和采后区域打孔位置之间的距离为预设距离，采前区域和采后区域的打孔方式均为沿着所述岩层破断角的斜线方向进行打孔的方式；

18、第二获取单元，用于获取第一液量曲线和第二液量曲线，所述第一液量曲线为所述采前区域的漏失液的液量与纵向深度的关系曲线，所述第二液量曲线为所述采后区域的漏失液的液量与纵向深度的关系曲线；

19、确定单元，用于根据第一液量曲线和第二液量曲线，确定所述岩层开采区域的裂隙发育度，并根据所述裂隙发育度所处的范围，生成第一预警信息，或者生成第二预警信息，所述第一预警信息表征所述岩层开采区域需要进行注浆工作，所述第二预警信息表征需要抽取所述采后区域中的漏失液。

20、根据本技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的岩层开采区域的渗水透水预警方法。

21、根据本技术的另一方面，提供了一种岩层开采区域的渗水透水预警系统，该系统包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的岩层开采区域的渗水透水预警方法。

22、应用本技术的技术方案，不同于传统漏失液量监测重点落在漏失液点位，本技术对漏失液量的监测点位较为密集，同时将漏失液量以及区间长度结合反应出裂隙具体发育情况，以此达到对覆岩透水漏失事故发生可能性的推断，旨在减少煤矿开采过程中的事故发生概率，保护煤矿工人的安全，并且不同于现有方案，本技术中的采前区域和采后区域的打孔方式均为沿着所述岩层破断角的斜线方向进行打孔的方式，从而提高了后续对裂隙发育度的计算的精确度，进而解决了现有方案均从纵向多次打孔，从而容易绕过渗水透水区域使得判断结果不符合实际工况，进而造成覆岩渗水透水程度的预测准确度较低的问题。