煤矿开采过程的互馈方法及装置、电子设备与流程

本公开涉及煤矿开采参数反演，尤其涉及一种煤矿开采过程的互馈方法及装置、电子设备。

背景技术：

1、煤矿工作面开采会使围岩由原有平衡状态进入非平衡状态。即使本次开采操作已经停止、工作面不再向前推进，围岩的应力、位移或应变仍会随时间持续演化，直至应力重分布完成并趋于新的平衡状态。例如，煤矿工作面完成一个开采段后，监测位置的应力可能依次经历多个中间响应值后才达到稳定值。现有参数反演方法通常仅将该稳定值作为反演目标，通过比较数值模拟的最终平衡响应与现场监测的最终稳定响应来校准力学参数。该类方法虽然能够使最终结果接近，但没有约束从本次开采操作完成至达到平衡期间的中间响应，因而可能出现最终值一致而响应演化路径明显不一致的情况，反演参数难以真实反映煤矿围岩受开采扰动后的全过程力学行为。

技术实现思路

1、本公开提供了一种煤矿开采过程的互馈方法及装置、电子设备，其主要目的在于解决现有煤矿开采参数反演仅匹配最终平衡响应、未对本次开采操作完成后围岩由非平衡状态向平衡状态演化的全过程进行约束的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种煤矿开采过程的互馈方法，包括：

3、确定煤矿开采数值模型中待反演的力学参数；

4、针对煤矿工作面开采形成的施工扰动工况，获取所述煤矿开采数值模型在本次开采操作完成后由非平衡状态演化至平衡状态的模拟力学响应时序数据，所述模拟力学响应时序数据包括多个模拟时序位置及各所述模拟时序位置对应的模拟力学响应；

5、利用所述模拟力学响应时序数据训练映射模型，所述映射模型用于表征所述待反演的力学参数、演化进程参量与力学响应之间的映射关系；

6、获取煤矿开采现场围岩在与所述施工扰动工况对应的实际开采操作完成后，由所述实际开采操作完成时刻起直至力学响应达到稳定状态的实测力学响应时序数据；

7、对所述模拟力学响应时序数据与所述实测力学响应时序数据进行时序对齐，并以各对齐时序位置对应的模拟力学响应与实测力学响应的总体差异为优化目标，基于所述映射模型优化求解所述待反演的力学参数，得到目标力学参数值；

8、将所述目标力学参数值代入所述煤矿开采数值模型。

9、根据本公开的第二方面，提供了一种煤矿开采过程的互馈装置，包括：

10、参数确定模块，用于确定煤矿开采数值模型中待反演的力学参数；

11、模拟数据获取模块，用于针对煤矿工作面开采形成的施工扰动工况，获取所述煤矿开采数值模型在本次开采操作完成后由非平衡状态演化至平衡状态的模拟力学响应时序数据；

12、模型训练模块，用于利用所述模拟力学响应时序数据训练表征所述待反演的力学参数、演化进程参量与力学响应之间映射关系的映射模型；

13、实测数据获取模块，用于获取煤矿开采现场围岩在对应的实际开采操作完成后，由所述实际开采操作完成时刻起直至力学响应达到稳定状态的实测力学响应时序数据；

14、时序对齐模块，用于对所述模拟力学响应时序数据与所述实测力学响应时序数据进行时序对齐，并以各对齐时序位置的模拟力学响应与实测力学响应的总体差异为优化目标得到目标力学参数值；重置模块，用于将所述目标力学参数值代入所述煤矿开采数值模型。

15、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

16、至少一个处理器；以及

17、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

18、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述第一方面所述的方法。

19、本公开以煤矿工作面的本次开采操作完成作为过程起点，将煤矿开采数值模型继续迭代计算形成的响应演化序列与煤矿开采现场持续监测形成的响应演化序列进行时序对齐，并利用全过程中多个时序位置的响应差异共同约束参数反演。与仅匹配最终稳定值的方式相比，本公开得到的最优力学参数能够同时再现煤矿围岩的中间演化过程和最终平衡状态，从而提高煤矿开采数值模型的过程刻画能力及参数反演可靠性。

20、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种煤矿开采过程的互馈方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述煤矿开采数值模型在本次开采操作完成后由非平衡状态演化至平衡状态的模拟力学响应时序数据，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述模拟力学响应时序数据训练映射模型，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取煤矿开采现场围岩在与所述施工扰动工况对应的实际开采操作完成后，由所述实际开采操作完成时刻起直至力学响应达到稳定状态的实测力学响应时序数据，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述模拟力学响应时序数据与所述实测力学响应时序数据进行时序对齐，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述总体差异为各所述对齐时序位置对应的模拟力学响应与实测力学响应之间的误差的加权和或均方根误差，且所述多个对齐时序位置包括所述起始位置与所述终止位置之间的至少一个中间位置以及所述终止位置。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待反演的力学参数包括煤矿围岩的弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角和体积模量中的至少一种；所述力学响应包括应力、位移和应变中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施工扰动工况为煤矿工作面推进至预定开采位置并完成当前开采操作所形成的工况；在获取所述模拟力学响应时序数据和所述实测力学响应时序数据期间，不再实施新的开采操作；所述力学响应包括所述煤矿工作面前方至少一个监测位置的垂直应力。

9.一种煤矿开采过程的互馈装置，其特征在于，包括：

10. 一种电子设备，其特征在于，包括：