一种巷道围岩危险识别模型构建方法及巷道围岩支护系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115753436A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211348606.5G01C11/02(2006.01)(22)申请日2022.10.31G06F30/20(2020.01)G06Q50/02(2012.01)(71)申请人中煤科工西安研究院（集团）有限公G06Q50/26(2012.01)司地址710077陕西省西安市高新区锦业一路82号(72)发明人张宁张幼振范涛邵俊杰钟自成朱钱祥李冬生朱国栋(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216专利代理师史玫(51)Int.Cl.G01N3/24(2006.01)G01N3/08(2006.01)G01S17/88(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种巷道围岩危险识别模型构建方法及巷道围岩支护系统(57)摘要本发明公开了一种巷道围岩危险识别模型构建方法及巷道围岩支护系统。所述危险识别模型是通过无危险巷道围岩数据和绝对危险巷道围岩数据、数据归一化和隶属度函数方法构建。所述支护系统可依据危险识别模型对巷道内的危险性进行识别而进行支护工作，可配合各类运输设备或探测仪器，无需人工干预，安全性高，对巷道内人员及设备进行及时保护。CN115753436ACN115753436A权利要求书1/2页1.一种巷道围岩危险识别模型构建方法，其特征在于，方法包括：步骤一，采用Step1‑Step3所述方法获得无危险巷道围岩的综合数据集；采用Step1‑Step3所述方法获得绝对危险巷道围岩的综合数据集；Step1，采集巷道内围岩n个部位的岩石抗压强度、岩石抗剪强度、岩石抗拉强度、岩壁图像和岩壁障碍物信息；并由每一岩壁图像得到相应的岩壁图像对比度和饱和度；得到岩石抗压强度数据集P1＝{p11，p12，…p1i，…p1n}、岩石抗剪强度数据集P2＝{p21，p22，…p2i，…p2n}、岩石抗拉强度数据集P3＝{p31，p32，…p3i，…p3n}、岩壁图像对比度数据集、岩壁图像饱和度数据集和岩壁障碍物信息数据集；i＝1，2，3，...，n；n≥50；p1i为巷道内围岩任一部位的岩石抗压强度，p2i为巷道内围岩任一部位的岩石抗剪强度，p3i为巷道内围岩任一部位的岩石抗拉强度；构建岩石强度综合数据集P＝{p01，p02，…p0i，…p0n}；μ1、μ2、μ3为调节系数，取值0～10；Step2，分别对岩石强度综合数据集、岩壁图像对比度数据集、岩壁图像饱和度数据集和岩壁障碍物信息数据集内的各数据进行归一化，得到岩石强度标准化综合数据集D1＝{d11，d12，…d1i，…d1n}、岩壁的图像对比度标准化数据集D2＝{d21，d22，…d2i，…d2n}、岩壁图像饱和度标准化数据集D3＝{d31，d32，…d3i，…d3n}和岩壁障碍物标准化数据集D4＝{d41，d42，…d4i，…d4n}；d1i为巷道内围岩任一部位的岩石强度综合数据的归一化数据，d2i为巷道内围岩任一部位的岩壁图像对比度的归一化数据，d3i为巷道内围岩任一部位的岩壁图像饱和度的归一化数据，d4i为巷道内围岩任一部位的障碍物信息的归一化数据；Step3，对步骤二各数据集进行融合构建综合数据集Q＝{q1，q2，…qi，…qn}，式中，qi为综合数据集中的任一数据；c1、c2、c3、c4为加权系数，各自独立取值0～1，且c1+c2+c3+c4＝1，同时c2＝c3＝c4；γ1、γ2、γ3、γ4、λ1、λ2、λ3、λ4为变量调节系数，各自独立取值0～3，且γ2＝γ3，λ2＝λ3，。步骤二，构建巷道围岩危险识别模型F：式中，a、b分别为步骤三所构建的综合数据值内的最大值与最小值；k为抛物线系数，为a与b的比值，取值0～1；a取无危险巷道围岩综合数据集中的最小值，b取绝对危险巷道围岩综合数据集中的最大值；f为待识别巷道围岩的综合数据集内所有数据的平均值，所述待识别巷道围岩的综合数据集采用Step1‑3所述方法获得；当F＜0.6时，说明待识别巷道围岩安全，当危险性函数F≥0.6时，说明待识别巷道围岩危险；当危险性函数F≥0.9时，说明待识别巷道围岩绝对危险。2.如权利要求1所述的巷道围岩危险识别模型构建方法，其特征在于，μ2＝1，μ1＝6～10μ2，μ3＝5～8μ2。3.一种巷道围岩危险性识别方法，其特征在于，方法包括：2CN115753436A权利要求书2/2页步骤1，采用权利要求1所述步骤一至三获得待识别巷道围岩的综合数据集，并求取综合数据集内所有数据的平均值；步骤2，将所述平均值带入权利要求1所构建模型对待识别围岩巷道的危险性进行识别。4.如权利要求2所述的巷道围岩危险性识别方法，其特征在于，步骤1中对综合数据集内的