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龙图腾网获悉北京大学;北京大学南昌创新研究院申请的专利智慧矿山物性参数实时反演与煤层开采模拟实时优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119558052B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411615916.8，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权智慧矿山物性参数实时反演与煤层开采模拟实时优化方法是由刘谋斌;于鑫雨;沈文豪设计研发完成，并于2024-11-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本智慧矿山物性参数实时反演与煤层开采模拟实时优化方法在说明书摘要公布了：本发明涉及智慧矿山开采技术领域，尤其是涉及一种智慧矿山物性参数实时反演与煤层开采模拟实时优化方法。具体包括布置监测点，实时监测物性参数应力数据σ和位移数据u；建立由几何方程、平衡方程、本构方程和初始‑边界条件组成的数学模型；利用求解器模拟煤层开采过程，获得各监测点的模拟应力数据σ模拟和位移数据u模拟；比较每个监测点的实时模拟应力数据σ模拟和位移数据u模拟与现场实时监测应力数据σ监测和位移数据u监测，构建损失函数；利用优化算法，让煤层开采模拟更准确的同时，确定地层物性参数。该方法可以提高煤层开采模拟的准确性和优化效果，从而提高矿山开采的安全性和资源利用率。

本发明授权智慧矿山物性参数实时反演与煤层开采模拟实时优化方法在权利要求书中公布了：1.一种智慧矿山物性参数实时反演与煤层开采模拟实时优化方法，其特征在于：包含以下步骤： S1布置监测点，实时监测物性参数：在采煤层上方建立M个地层，并为每个地层的杨氏模量E及泊松比v进行赋值，在采煤层的巷道内设置N个监测点，实时采集每个监测点位置处覆岩层应力数据σ和位移数据u； S2对煤层开采区域进行建模： 该模型的几何方程表达为公式1，其中ε为应变张量，u为表示位移， 该模型的平衡方程表达为公式2，其中σ为应力张量，f为体积力， 公式1和公式2中σ和ε之间的关系σε称为本构方程，对于黏弹性材料，应力是应变率的函数， 设定巷道两侧和底部为无滑移边界条件，则固定约束和法向位移约束分别表示为公式3和公式4： u|Γ＝03，其中，u为表示位移，Γ代表巷道边界部分， u·n|Γ′＝04，其中，u为表示位移，n为边界处的外法线单位矢量，Γ’表示固定约束的计算域底部， 应力和法向应力边界条件分别表示为公式5和公式6， n·σ|Γ″＝t05，其中n为边界处的外法线单位矢量，t0是边界处岩体受到的表面力矢量，Γ”为施加应力作用的边界区域， n·σ·n|Γ″＝-p06，其中n为边界处的外法线单位矢量，p0是边界处岩体受到的压强，Γ”为施加应力作用的边界区域， 模型中加入的垂向重力场表示为公式7， fg＝ρg7，其中ρ为地层的密度，单位为：kgm3，g是重力加速度矢量，在三维情况下g＝0，0，-9.81ms2； S3利用求解器模拟煤层开采过程，获得各监测点的模拟应力数据σ模拟和位移数据u模拟：将建立的模型公式1-7输入求解器中，并根据实际煤层开采情况，设定模拟的初始条件和边界条件，包括开采深度、开采速度、巷道形状和尺寸、地质结构以及外部作用力，得到每个监测点的模拟应力数据σ模拟和位移数据u模拟； S4比较每个监测点的实时模拟应力数据σ模拟和位移数据u模拟与现场实时监测应力数据σ监测和位移数据u监测，构建损失函数： 将实时模拟应力数据σ模拟、实时模拟位移数据u模拟分别与现场实时监测应力数据σ监测和现场实时监测位移数据u监测进行对齐，确保两组数据在空间和时间上的匹配；基于对齐后的两组数据，将现场实际监测数据与相对应的模拟数据之间差值的平方和来构建损失函数；则在各向同性线性弹性本构方程情况下，损失函数L的表达式为公式8： 其中，N为步骤S1中监测点的总个数，包含k个应力监测点与N-k个位移监测点，i为小于等于N的每个自然数，M为步骤S1中划分的地层总数，j为小于等于M的每个自然数，Ej为第j层地层的杨氏模量，vj为第j层地层的泊松比； S5利用优化算法，确定地层物性参数： 设定各地层初始物性参数杨氏模量E初始和泊松比v初始，利用不同优化方法对损失函数进行优化，比较之后确定优化算法； 利用该优化算法对公式8所示的损失函数进行优化，使求解器中获得的模拟应力数据σ模拟和现场实时监测应力数据σ监测、模拟位移数据u模拟和现场实时监测位移数据u监测之间的差值越来越小，直至依据公式8计算得到的损失函数L的值在阈值范围之内，确定地层物性参数。

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