[发明专利]深部煤岩体冲击地压自适应原位调控方法和系统

权利要求书

1.一种深部煤岩体冲击地压自适应原位调控方法，其特征在于，包括：

步骤S101：基于室内单轴压缩试验，得到预先获取的深部煤岩体的煤岩样在不同改性调控措施下的应力应变曲线；其中，改性调控措施至少包括：注水软化措施、钻孔卸压措施和充填加固措施；

步骤S102：根据煤岩样在不同改性调控措施下的应力应变曲线，构建煤岩样在不同改性调控措施下的弹性能耗比曲线，以及，得到煤岩样在不同改性调控措施下的能量转化效率；

步骤S103：根据煤岩样在不同改性调控措施下的弹性能耗比曲线，预测不同改性调控措施下煤岩样的屈服时机，以及，根据煤岩样在不同改性调控措施下的能量转化效率，确定煤岩样在不同改性调控措施下的破坏程度；

步骤S104：根据煤岩样在不同改性调控措施下的屈服时机和破坏程度，对深部煤岩体的冲击地压能量进行调控。

2.根据权利要求1所述的深部煤岩体冲击地压自适应原位调控方法，其特征在于，步骤S101包括：

基于室内单轴压缩试验，得到煤岩样在注水软化措施下不同含水率时的应力应变曲线；

以及，基于室内单轴压缩试验，得到煤岩样在钻孔卸压措施下不同孔径钻孔时的应力应变曲线；

以及，基于室内单轴压缩试验，得到煤岩样在充填加固措施下固定孔径先钻孔后填充不同属性材料时的应力应变曲线。

3.根据权利要求1所述的深部煤岩体冲击地压自适应原位调控方法，其特征在于，在步骤S101中，基于室内单轴压缩试验，对煤岩样以0.2千牛每秒的恒定速率进行稳定加载，得到煤岩样在不同改性调控措施下的应力应变曲线。

4.根据权利要求1所述的深部煤岩体冲击地压自适应原位调控方法，其特征在于，步骤S102包括：

分别基于预先构建的总应变能模型、弹性应变能模型和耗散应变能模型，根据煤岩样在不同改性调控措施下的应力应变曲线，分别构建煤岩样在不同改性调控措施下对应的总应变能曲线、弹性应变能曲线和耗散应变能曲线；

基于预先构建的弹性能耗比模型，根据煤岩样在不同改性调控措施下的总应变能曲线、弹性应变能曲线和耗散应变能曲线，构建煤岩样在不同改性调控措施下的弹性能耗比曲线；

基于预先构建的能量转化模型，根据煤岩样在不同改性调控措施下的总应变能曲线、弹性应变能曲线和耗散应变能曲线，得到煤岩样在不同改性调控措施下的能量转化效率。

5.根据权利要求4所述的深部煤岩体冲击地压自适应原位调控方法，其特征在于，

总应变能模型为：

其中，U为煤岩样的总应变能；i为煤岩样的应力应变曲线中数据点的编号；n为煤岩样的应力应变曲线中的总数据点数；σ_1i、ε_1i分别为同一改性调控措施下不同状态时的煤岩样前i个数据点的主应力值的积分和主应变值的积分；σ_1i+1、ε_1i+1分别为同一改性调控措施下不同状态时的煤岩样前i+1个数据点的主应力值的积分和主应变值的积分；

弹性应变能模型为：

其中，U^e为煤岩样的弹性应变能；σ₁为煤岩样的主应力值；E₀为煤岩样的初始弹性模量；

耗散应变能模型为：

U^d＝U-U^e

其中，U^d为煤岩样的耗散应变能；

弹性能耗比模型为：

其中，K为煤岩样的弹性能耗比；

能量转化模型为：

其中，η为煤岩样的能量转化效率；E_ZE、E_zD分别表示煤岩样的应力应变曲线中峰值点对应的总应变能、煤岩样完全破坏时对应的总应变能；E_HD表示煤岩样的应力应变曲线中峰值点对应的耗散应变能。