申请/专利权人：中国矿业大学(北京)

申请日：2021-09-17

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN114048582B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06Q10/04;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2022.03.04#实质审查的生效;2022.02.15#公开

摘要：本发明公开提供一种矿井水害蔓延过程预测方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：获取矿井巷道数据；根据矿井巷道数据构建矿井采掘空间模型；构建矿井水害蔓延过程预测模型；根据矿井水害蔓延过程预测模型确定的模拟结果预测矿井水害蔓延过程。进行了矿井水害蔓延过程的物理模型试验，搭建了矿井巷道网络相似模型，通过模型试验，观测了水害在矿井中的蔓延过程和突水的流态特征，为数值预测结果的验证提供了数据依据。通过试验和模拟结果的对比校正，验证并提高了矿井水害蔓延过程数值预测模型的可靠性。有利于帮助生产矿井采取有效方式治理水害、减少水害造成的淹井损失。

主权项：1.一种矿井水害蔓延过程预测方法，其特征在于，包括：获取矿井巷道数据；根据所述矿井巷道数据构建矿井采掘空间模型；构建矿井水害蔓延过程预测模型；根据所述矿井水害蔓延过程预测模型确定的模拟结果预测矿井水害蔓延过程；所述矿井巷道数据，包括：导线点、虚拟导线点、矿井采掘工程平面图和矿井巷道断面图；所述根据所述矿井巷道数据构建矿井采掘空间模型，进一步包括：根据所述导线点和所述虚拟导线点构成矿井节点，并根据所述矿井采掘工程平面图确定巷道连接关系，根据所述矿井巷道断面图确定断面形状和尺寸信息；根据所述巷道连接关系连接所述矿井节点之间的巷道段并为每条所述巷道段添加所述断面形状和尺寸信息以建立矿井巷道网络拓扑；确定采空区有效储水体积和等效宽度以对采空区一维等效概化；整合所述巷道段和概化后的所述采空区以构建所述矿井采掘空间模型；所述确定采空区有效储水体积和等效宽度以对采空区一维等效概化，进一步包括：根据垮落带高度和碎胀系数确定所述采空区有效储水体积，计算公式为： ；其中，Kp为碎胀系数，Vv为储水空隙的体积，Vk为岩石破碎前整体体积，Hk为垮落带高度，S为采空区面积；将采煤工作面的长度作为所述采空区的长度，其中断面形状为矩形，所述断面的高度为所述垮落带高度，所述等效宽度根据体积相等原则计算得到，计算公式为： ；其中，Hw为概化后的采空区的断面宽度，l为采空区的长度；所述矿井节点，包括：非积水节点和积水节点；所述构建矿井水害蔓延过程预测模型，进一步包括：在所述矿井节点处建立连续性方程，其中，所述非积水节点处的所述连续性方程表示为 ；其中，As为节点邻接段水表面积；所述积水节点处的所述连续性方程表示为 ；其中，An为水仓积水表面积；在所述巷道段建立流动控制方程，其中，所述巷道段处的所述流动控制方程表示为 ；其中，A为过水断面面积，Q为流量，H为水位，t为时间，x为距离，Sf为水力坡降，β为弗劳德数调整系数，α为局部能量损失；闸门段处的所述流动控制方程表示为 ；其中，Cw为堰流系数；lc为闸门段长度，H0为闸门段的过水水深；在概化后的所述采空区建立非达西流动方程，表示为 ；其中，ρ为密度，p为压力，n为空隙率，为加速度系数，为动力粘度系数，为非达西流因子，k为渗透率，F为体积力。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学(北京) 矿井水害蔓延过程预测方法、装置、电子设备及存储介质

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