[发明专利]一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法及系统

权利要求书

1.一种基于矿震信息的冲击地压危险区域划分方法，其特征在于，所述方法步骤包括：

S1、采集矿井目标区域内的矿震监测数据并进行预处理；

S2、对所述目标区域进行空间网格划分，结合预处理后的矿震监测数据确定各网格对应的矿震集合；

S3、计算各网格内矿震集合对应的冲击前兆预警指标，将所述预警指标进行归一化处理；

S4、利用高斯空间光滑模型绘制各预警指标空间分布云图；

S5、计算所述各预警指标空间分布云图的标准差，以所述标准差作为图像融合的权重；

S6、基于所述权重，利用加权平均图像融合法获得冲击危险空间分布云图；

S7、结合预先采集的矿井底图判定并划分局部冲击危险区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，采集矿井目标区域内的矿震监测数据，包括：

获取矿井微震监测系统所采集的实时微震监测数据，每条数据包含矿震的三维坐标X、Y、Z，发生时间T及震源能量E；

其中，所述目标区域为井下工作面前后200m范围内的区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1中，对矿震监测数据进行预处理，包括：

对原始微震监测数据进行筛选，筛选出三维坐标位于目标区域内并且能量E大于100J的矿震事件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S2中，对所述目标区域进行空间网格划分，确定各网格对应的矿震集合，包括：

所述目标区域的网格大小依据所述矿井微震监测系统的定位误差确定；

位于网格内的所有矿震事件为所述网格相对应的矿震集合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3中，计算各网格内矿震集合对应的冲击前兆预警指标并归一化，包括：

获取各网格内矿震集合对应的冲击前兆预警指标，其中所述冲击前兆预警指标包括：断层总面积、A(b)值、日总频次、平均频次和微震活动度；

根据下述公式(1)对所述冲击前兆预警指标进行去量纲后转化为0～1之间的常数：

其中，为归一化之后的预警指标值，x_i为预警指标值；x_min为全周期内预警指标的最小值；x_max为全周期内预警指标的最大值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S4中，利用高斯空间光滑模型绘制各预警指标空间分布云图，包括：

根据下述公式(2)构建高斯空间光滑模型：

其中，为第i个网格对应的高斯空间光滑值，n_j为第i个网格边第j个网格中归一化后的预警指标值；Δ_ij为第i个网格与第j个网格之间的距离；c为相关距离，i网格周围3c距离内网格的数据来计算

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述S5中，计算所述各预警指标空间分布云图的标准差，以所述标准差作为图像融合的权重，包括：

提取图像的RGB三通道所有像素值，分别记为X_R，X_G，X_B，根据下述公式(3)计算云图标准差：

其中，σ表示云图的标准差，E(X_R)、E(X_G)、E(X_B)表示期望。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S6中，基于所述权重，利用加权平均图像融合法获得冲击危险空间分布云图，包括：

提取各预警指标云图的灰度值，记为Y，根据下述公式(4)计算冲击危险空间分布云图灰度值F：

其中，n表示预警指标云图总数，ω_k表示预警指标云图对应权重。