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[发明专利]多场多源信息融合的冲击地压智能化监测预警装置及方法-CN202310553720.X有效
发明人：曹安业;杨旭;刘耀琪;葛庆;窦林名;巩思园;马志锋;蔡武;牛强;王常彬 -专利权人：中国矿业大学;徐州弘毅科技发展有限公司
申请日： 2023-05-16 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种多场多源信息融合的冲击地压智能化监测预警装置及方法，应力在线监测系统用于获取各个位置的应力分布；地音监测系统用于对煤岩体破裂产生的高频震动信号进行监测；支架阻力监测系统用于对工作面液压支架工作阻力进行监测；井地联合微震系统用于对煤岩体破裂产生的低频震动信号进行监测，实现对微震震源的定位及采动裂隙反演成像；锚杆锚索应力监测系统对锚杆锚索应力状态进行监测；上述五个系统的数据均反馈给数据处理中心，最后根据监测数据采用构建的预警模型进行综合处理后，输出冲击地压预测结果并判断是否进行预警，进而工作人员根据预警情况及时采取措施，以真正实现冲击地压智能化监测预警，为靶向精准防控冲击地压提供支撑与保障。
多场多源信息融合冲击地压智能化监测预警装置方法

[发明专利]一种基于微震监测判识大能量矿震致灾性的方法-CN202211565519.5有效
发明人： 窦林名;李成海;葛庆;巩思园;熊洪恩;曹安业;马志锋 -专利权人：徐州弘毅科技发展有限公司
申请日： 2022-12-07 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：一种基于微震监测判识大能量矿震致灾性的方法，在回采工作面前方按照距离远近关系先后布置大、中和小量程型拾震传感器，实时采集震源产生的震动波信号，获得最大振动速度、震源空间位置和能量、震源中心点与拾震传感器之间的距离，依据经验判别某拾震传感器接收矿震最大振动速度下对巷道围岩的影响情况；同时基于工作面周边及其超前监测区域历史一段时间内的矿震数据，拟合计算得到监测区域内矿震振动速度的衰减公式，从而计算大能量矿震传播至任一点位置的质点峰值速度，结合巷道围岩破坏情况确定其致灾速度临界值，当超过该值时，则该大能量矿震具有致灾性，反之，则未有致灾性。该方法能对大能量矿震进行实时、有效监测并判别其致灾性。
一种基于监测判识大能量矿震致灾性方法

[发明专利]一种基于钻孔应力监测的大直径钻孔合理间距确定方法-CN202111661776.4有效
发明人：马小涛;窦林名;周坤友;葛庆;王聪聪;孙振于;孙文杰 -专利权人：中国矿业大学;徐州弘毅科技发展有限公司
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于钻孔应力监测的大直径钻孔合理间距确定方法，先确定回采工作面巷道冲击危险区域；设定n个大直径钻孔的施工位置，相邻钻孔间距按照增加Δl差值计算；在相邻钻孔位置的中点均安装钻孔应力计，并设定参考钻孔应力计，在设计位置同时施工钻孔，同时持续监测所有钻孔应力计的应力值；以相同时刻参考钻孔应力计获取的应力值分别与其余钻孔应力计的应力值做差，然后各自除以初始油压分别获得各个钻孔应力计的钻孔应力变化率并绘制形成曲线；依照曲线变化趋势确定各个不同间距的试验大直径钻孔的卸压效果，最终选择卸压效果最好且施工成本低的确定为该冲击危险区域后续大直径钻孔的合理间距，从而保证对该冲击危险区域的卸压效果。
一种基于钻孔应力监测直径合理间距确定方法

[发明专利]一种断层活化诱发岩爆和冲击地压的实验方法及装置-CN202111125941.4有效
发明人：曹安业;王桂峰;李庚;窦林名;巩思园;蔡武 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-09-26 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：一种断层活化诱发岩爆和冲击地压的实验方法及装置，其特征在于：所述的实验装置包括模型（1），模型（1）包括下盘（2）、上盘（21）、断层面（3）；断层面（3）上铺撒有云母粉和粗砂，断面层的底部放置有能试验时抽出的充填体（4），右侧放置有可变形体（5），在充填体（4）上沿断层面（3）和可变形体（5）铺设上盘（21）；在下盘（2）中开挖有巷道（6），在可变形体（5）的外侧和下盘（2）的外侧设有竖压板（8），竖压板与横向液压装置（7）相连；在下盘（2）的上部安装有横压板（10），横压板（10）连接有竖向液压装置（9），在上盘（21）的上部安装有加载板（15），加载板（15）上安装有动态加载装置。本发明方法、装置简单，仿真性好。
一种断层活化诱发冲击地压实验方法装置

[发明专利]一种煤矿危险性矿震判识方法-CN202310371681.1在审
发明人：周坤友;窦林名;杨科;李家卓;马衍坤;吴嘉璇;马日宁 -专利权人：安徽理工大学;中国矿业大学
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿危险性矿震判识方法，先根据各个拾震器接收的震动波数据获取实体煤区域和采空区区域矿震的坐标及能量，并确定实体煤区域和采空区区域矿震能量衰减系数η实和η空；以诱发巷道冲击的巷道处临界动载能量E临并结合上述获得的数据，反算不同能量矿震在实体煤区域和采空区区域的距离D实和D空，并根据该煤矿的地质图像以巷道为圆心、以覆岩岩层破断线为分界，在巷道实体煤侧和采空区侧分别以D实和D空为半径绘制圆弧分界线；根据相同能量的矿震在该图像内是否分布在圆弧分界线以内对危险性矿震进行判别；最终能从煤矿中发生的矿震中识别出危险性矿震，进而针对危险性矿震进行工作面冲击风险监测预警及冲击地压防治。
一种煤矿危险性矿震判识方法

[发明专利]一种井地联合微震监测效果评估与提升方法-CN202310524822.9在审
发明人：杨硕;巩思园;窦林名;张修峰;韩跃勇;刘传成;葛庆 -专利权人：中国矿业大学;山东能源集团有限公司;徐州弘毅科技发展有限公司
申请日： 2023-05-10 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G01V1/42 文献下载
摘要：一种井地联合微震监测效果评估与提升方法，确定衡量井地联合微震监测效果的定位能力、监测能力两个评价指标，构建了定位能力评价函数D与监测能力评价函数Q，代入煤矿井地联合微震台网坐标进行监测效果评估，生成若干地面传感器候选点坐标，进而随机生成若干井地联合台网布设方案，通过改进NSGA‑II多目标遗传算法，对所生成的台网布设方案作为初始种群评估进化，根据生成的NSGA‑II多目标遗传改进算法迭代结果为煤矿提供井地联合微震监测效果优化后的台网布设方案。本发明科学准确的评估当前台网布设情况下井地联合微震监测效果，提升井地联合微震监测系统的监测能力与定位能力，为井地一体微震监测台网布设提供理论基础。
一种联合监测效果评估提升方法

[发明专利]一种冲击地压矿井矿震空间集中程度的计算方法-CN202110878942.X有效
发明人：韩泽鹏;窦林名;巩思园;曹晋荣;周坤友;阚吉亮;陈帅;马小涛 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-08-02 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种冲击地压矿井矿震空间集中程度的计算方法，首先初步筛选工作面发生的矿震事件；设S为筛选后工作面矿震事件的集合，将矿震事件划分为j个子集，各子集中分别包含n个矿震事件；选择子集中任意两个矿震事件求解欧式距离；对子集中的矿震事件两两之间的欧式距离求和后并取平均值，得到矿震事件平均距离D；子集内矿震事件个数n与矿震事件平均距离D之比即可求得所有子集内矿震空间集中程度值P；通过比较P值，即可判断出工作面中矿震空间集中程度最大的区域。该方法原理简单，易于编程实现，便于现场推广应用。
一种冲击地压矿井空间集中程度计算方法

[发明专利]工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法-CN202110702302.3有效
发明人：周坤友;窦林名;陈本刚;巩思园;马小涛;白金正 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种工作面采动对采空区矿震活动影响时间和距离的确定方法，先选择矿震统计区间，利用矿井微震监测系统采集工作面回采过程中采空区内的矿震信号，并确定震源位置及能量；统计工作面远离采空区时统计区间内日矿震总能量及日总频次；以工作面远离时间为横坐标，以日矿震总能量或日矿震总频次分别和工作面与统计区间的距离为纵坐标绘制统计区间内日矿震总能量和总频次随工作面远离时间和距离的变化曲线；将两条日矿震总能量、总频次曲线进行归一化处理，根据矿震日总能量及总频次归一化分布曲线分别确定工作面对统计区间内矿震活动的影响时间及距离；选择由两曲线确定的结果最大值，作为工作面采动对采空区矿震活动影响的时间和距离。
工作面采空区活动影响时间距离确定方法

[发明专利]基于孔内冲击和钻孔应力分布的冲击危险区域识别方法-CN202310475724.0在审
发明人：李许伟;骆宇;曹安业;盛世杰;窦林名;张修峰;马祥;贺虎;柏建彪;王襄宇;黄瑞 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于孔内冲击和钻孔应力分布的冲击危险区域识别方法，属于煤矿安全开采工程技术领域。根据大直径钻孔施工过程中反演获得的钻孔应力生成待评估区域应力分布云图，然后将待评估区域离散化，并对离散块段进行应力属性赋值；获得包含孔内冲击的离散块段集合；对待评估区域离散块段进行聚类，计算各子类的孔内冲击覆盖率；计算满足设定的孔内冲击覆盖率的聚类有效块段数，选取包含块段数最少的聚类的有效块段集合为最终预测的冲击块段。根据聚类分析结果，将预测的孔内冲击块段集合包含的块段标注在待评估区域应力分布云图上。其步骤简单，便于量化，可为后期冲击防治工作的开展提供指导。
基于冲击钻孔应力分布危险区域识别方法

[发明专利]一种冲击地压矿井矿震活动性实时量化的方法-CN202210799758.0有效
发明人：韩泽鹏;窦林名;蔡武;曹晋荣;白金正;阚吉亮;陈帅;马小涛 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： G01V1/40 文献下载
摘要：一种冲击地压矿井矿震活动性实时量化的方法，该方法是根据微震监测系统实时接收到的矿震波形，确定矿震时间Tn、矿震空间(Xn，Yn，Zn)及矿震能量En，矿震事件设为Mn；从Tn时刻向前推移时间ΔT，筛选这段时间内的所有矿震事件并设为集合S1，S1集合中包含m个矿震事件；量化Mm矿震事件的时间离散度Jm、空间离散度Km和能量活动程度Lg(Em)；融合矿震时间离散度、矿震空间离散度及矿震能量活动程度三指标为矿震活动性指标Cm；构建矿震活动性异常指数Wb来评估当前工作面的冲击风险。该方法能准确实时量化评估矿震活动性，并进一步提出矿震活动性异常指数来用于实时判别工作面的冲击风险。
一种冲击地压矿井活动性实时量化方法

[发明专利]一种双源震动波一体化融合的CT反演方法-CN202310426418.8在审
发明人：田鑫元;唐忱;巩思园;张汝佩;窦林名;陆强;贾博 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01V1/34 文献下载
摘要：本发明公开了一种双源震动波一体化融合的CT反演方法，采用主动源与被动源相互融合的方式，通过布设少量的人工震源获取该主动源数据，然后再获取微震监测系统监测采集的被动源数据，两者融合进行联合反演，从而得出反演结果；由于结合被动源的数据，因此反演时仅需布设少量的人工震源，故其反演时所需停工的范围较小；同时由于主动震源的加入，所需被动源数据大大减少，在保障反演精度的前提下，同时能缩短被动源CT的反演周期，从而无需每次等待较长的时间进行反演。故本发明在保证反演精度的前提下，既能减少人工震源的布设数量及其反演时需要停工的范围，而且能大大缩短被动源每次反演时所需的反演周期，便于对危险区域进行长期监测。
一种震动一体化融合 ct 反演方法

[发明专利]承载煤岩裂纹损伤红外响应信息的热传导温度补偿方法-CN202310162829.0在审
发明人：刘伟;马立强;高强强;窦林名;曹安业;蔡武 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-02-24 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01N25/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种承载煤岩裂纹损伤红外响应信息的热传导温度补偿方法，属于矿山煤岩体损伤破坏的监测预警及保水开采突水灾害防治技术领域。确定承载煤岩红外辐射监测目标区域，设置参照煤岩对承载煤岩红外辐射信息进行时域去噪，提取承载煤岩边界热源的时域变化数据、初始温度场数据及热力学参数；建立COMSOL固体传热数值计算模型，将计算结果导出并转换为时间序列二维矩阵；对COMSOL数值计算结果进行检验，利用有效计算结果对承载煤岩红外辐射响应信息进行热传导温度补偿。其能够有效减弱环境热源对红外辐射变化规律的影响，有助于实现煤岩损伤演化的红外定量表征及破坏前兆的红外精准识别，为水资源保护性采煤和矿井水害防控提供了安全保障。
承载裂纹损伤红外响应信息热传导温度补偿方法

[发明专利]一种基于顶板爆破诱发震动能量的释能效果定量评估方法-CN202210535140.3有效
发明人：阚吉亮;窦林名;李许伟;蔡武;周坤友;曹晋荣;白金正;马志锋 -专利权人：中国矿业大学;徐州弘毅科技发展有限公司
申请日： 2022-05-17 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G01V1/104 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于顶板爆破诱发震动能量的释能效果定量评估方法，在顶板爆破后，记录爆破时间、位置和药量参数，并基于顶板爆破时间和位置对记录的微震事件进行筛选，筛选出顶板爆破诱发的微震记录并计算其震源能量。根据爆破诱发震动能量计算顶板爆破效能指数，以爆破效能指数确定分级标准，并将计算值代入分级标准中从而定量评估顶板爆破释能效果。如需对爆破区域整体的顶板爆破释能效果进行评价，则基于爆破区域范围内单次顶板爆破效能指数取平均值并代入分级标准中，确定爆破区域整体的顶板爆破释能效果。能够实现对单次和区域顶板爆破释能效果的定量评价前提下，还具有实施方便，成本低廉，不会干扰煤矿正常生产的优点。
一种基于顶板爆破诱发震动能量效果定量评估方法

[发明专利]一种基于微震时空分布的离散裂隙网络表征及风险预测方法-CN202210726500.8有效
发明人：蔡武;陆强;马祥;周涛;周广飞;孔震;袁腾飞;巩思园;窦林名 -专利权人：中国矿业大学;兖煤菏泽能化有限公司
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微震时空分布的离散裂隙网络表征及风险预测方法，步骤1)将微震数据库按照时间窗W等间距划分得到Wk；步骤2)选择各时间窗微震数据库Wk中任意三个微震事件构成潜在裂隙面；步骤3)绘制立体图并进行网格划分；步骤4)计算网格区域的概率密度Sg(q)；步骤5)找到其最大值max{Sg(q)}对应优势裂隙面的倾向方位角与倾角；步骤6)绘制潜在裂隙面概率密度云图；步骤7)以每个时间窗的结束时刻、倾向方位角以及倾向方位角对应的最大概率密度值绘制时序云图；步骤8)在裂隙面时序云图上绘制优势裂隙面的倾角和倾向方位角的时序散点图。研究采动岩体裂隙网络的演化规律，具有重要的理论意义和实际应用价值。
一种基于时空分布离散裂隙网络表征风险预测方法

[发明专利]一种受载煤岩材料本构关系的修正方法-CN202010763820.1有效
发明人：蔡武;曹安业;巩思园;窦林名;贺虎;牟宗龙;李许伟;袁莎莎 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2020-08-01 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种受载煤岩材料本构关系的修正方法，基于受载煤岩材料的孔隙结构特性及其渗透属性构建受载煤岩材料的压密特性修正模型f(εθ)；采用修正后的应力应变关系模型σ(εθ)对受载煤岩材料的本构关系进行修正。本发明涉及的受载煤岩材料本构关系修正模型，其涉及的确定参量计算明确、普适性和可操作性强；修正后的应力应变本构关系模型可有效反映煤岩受载的初始压密阶段，提出的参量能够量化该阶段的固有物理力学属性，并能揭示出更为合理的损伤参量演化规律，应用效果好；最终实现受载煤岩初始压密阶段的准确描述及其相应固有物理力学属性的定量刻画，尤其适用于岩石力学与岩土工程应用领域的理论计算、数值模拟及工程稳定性分析。
一种受载煤岩材料关系修正方法

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