(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210947483.0 (22)申请日 2022.08.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115014982 A (43)申请公布日 2022.09.06 (73)专利权人 中国矿业大 学 （北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁1 1号 (72)发明人 杨柳　蔡建超　李振　陶嘉平　 赵梓宁　张衍君　陶志刚　 (74)专利代理 机构 北京动力号知识产权代理有 限公司 1 1775 专利代理师 梁艳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)(56)对比文件 CN 113935101 A,202 2.01.14 CN 109541693 A,2019.0 3.29 CN 101608545 A,20 09.12.23 CN 104111317 A,2014.10.2 2 CN 105137039 A,2015.12.09 WO 2020006818 A1,2020.01.09 翟成 等.液氮循环致裂技 术强化煤层气抽 采的研究与应用展望. 《工矿自动化》 .2020,(第 10期), 周动 等.煤吸附解吸甲烷细观结构变形 试 验研究. 《煤炭学报》 .2016,(第09期), 审查员 孙晴晴 (54)发明名称 一种基于气体运移压力波动特征评价煤岩 损伤劣度的方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于气体运移压力波动 特征评价煤岩损伤劣度的方法， 包括： 绘制应力 ‑ 时间曲线和气压 ‑时间曲线； 计算得到第一评价 值k并绘制第一评价值 ‑时间曲线； 当t>t2时， 利 用气压‑时间曲线， 计算气压波动性评价值f、 裂 纹产生时的断裂能评价值g和损伤劣度评价值r； 根据k、 r和g评价煤岩所处损伤阶段， 根据r评价 煤岩损伤劣度。 对于利用气体运移规律评价孔隙 裂隙演化情况和损伤程度形成了表征方法及规 律性认识， 解决了现有技术中不同煤体的压缩气 体运移特征和孔隙裂隙演化具有差异性， 无法规 律性的利用气体运移规律评价孔隙裂隙演化情 况和损伤 程度的问题， 实现了对实际工程的预测 和指导， 为预防和控制煤矿安全事故奠定了基 础。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115014982 B 2022.10.11 CN 115014982 B 1.一种基于气体运移压力波动特 征评价煤岩损伤劣度的方法， 其特 征在于， 包括： 获取煤岩径向加载实验过程中的应力数据和从煤岩中逸出气体的压力数据， 并绘制应 力‑时间曲线和气压 ‑时间曲线； 根据所述应力 ‑时间曲线计算得到第一评价值k并绘制第一评价值 ‑时间曲线， 其中， 所 述第一评价 值为应力‑时间曲线斜 率的函数； 所述根据所述应力 ‑时间曲线计算得到第一评价 值包括： 根据所述应力数据绘制应力 ‑时间的理想曲线和拟合曲线， 并计算得到理想曲线斜率k1 和拟合曲线斜 率k2； 利用如下公式计算得到第一评价 值k： k=k1‑k2； 所述理想曲线斜 率k1按照如下公式进行计算： 其中， 为应力， t为加载时间， 为加载时间变量； 在所述第一评价值 ‑时间曲线中， 所述第一评价值为最大值时对应的时间为t2， 当t>t2 时， 利用气 压‑时间曲线， 根据如下公式计算气 压波动性评价值f、 裂纹产生时的断裂能评价 值g和损伤劣度评价 值r： 利用气体负压区数据计算f， 其中： n是气压抖动顶点的总数量， n1是气压抖动顶点落在 常规波动区的数量， n2是气压抖动顶点落在一般抖动区的数量， n3是气压抖动顶点落在强力 抖动区的数量， m1、 m2、 m3为重要性系数， y为气压抖动幅值， yi为标号为i的气压抖动的幅值， ny为y处于指定范围内的气压抖动顶点的数量， 为气压平均抖动幅值， ymax为气压最大抖 动幅值， p1为气压抖动幅值小于 的概率； 其中， 为气压抖动幅值最大的抖动的持续时间， 如果为强力抖动， 取强力抖动持续权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115014982 B 2时间； 如果为一般抖动， 取一般抖动持续时间， m0为调整系数， 为 内应力的最大值与 最小值之差的绝对值， 为 内应力的最大值， Pmax为加载过程中的最大正气压， Pmin为 加载过程中的最小负气压； 其中， 为分配系数； 根据k、 r和g评价煤岩所处损伤阶段， 根据r评价煤岩损伤劣度。 2.如权利要求1所述的基于气体运移压力波动特征评价煤岩损伤劣度的方法， 其特征 在于， 还包括： 当t≤t2且所述第一评价值为最大值的0.57倍时， t=t1， 或者， 当t≤t2且所述第一评价 值为2.15时， t=t1； 当t≤t1时， 煤岩处于原生 孔隙压密闭合阶段； 当t1<t≤t2时煤体处于弹性均质变形阶段。 3.如权利要求1所述的基于气体运移压力波动特征评价煤岩损伤劣度的方法， 其特征 在于， 当气压抖动为强力抖动或一般抖动时， 若 ， 则m0取0.7； 若抖动幅值大于 500Pa时， 则m0取0.6； 否则m0取1.0； 当无强力抖动和一般抖动时， m0取0。 4.如权利要求1所述的基于气体运移压力波动特征评价煤岩损伤劣度的方法， 其特征 在于， 所述常规波动区对应的气压区间为 （0,40]和 （0, ‑40]， 所述一般抖动区对应的气压区 间为 （40,10 0]和 （‑40,‑100]， 所述强力抖动区对应的气压区间为 （10 0， +∞） 和 （ ‑100，‑∞） 。 5.如权利要求1所述的基于气体运移压力波动特征评价煤岩损伤劣度的方法， 其特征 在于， 所述 根据k、 r和g评价煤岩所处损伤阶段， 根据r评价煤岩损伤劣度， 包括： k≤2.15时， 煤岩处于原生 孔隙压密闭合阶段； 2.15<k≤6.5时， 煤岩处于弹性均质变形阶段； k>6.5， 且g>3.6 5或r>0.32时， 煤岩处于峰后破坏阶段； k>6.5， 且g≤ 3.65和r≤0.15时， 煤岩处于裂隙稳定延伸阶段； k>6.5， 且g≤ 3.65和0.15<r≤0.32， 煤岩处于裂隙加速延伸阶段； r值越大， 煤岩的劣化损伤越严重 。 6.如权利要求1所述的基于气体运移压力波动特征评价煤岩损伤劣度的方法， 其特征 在于， 还包括： 对煤岩进行 预处理， 并放入 装置中进行加载实验； 将煤岩与引导 通道连接， 导出气体并监测压力； 对实验过程中的应力进行监测。 7.一种存储器， 其特征在于， 存储有多条指令， 所述指令用于实现如权利要求1 ‑5任一 项所述的方法。 8.一种电子设备， 其特征在于， 包括处理器和与 所述处理器连接的存储器， 所述存储器 存储有多条指令， 所述指令可被所述处理器加载并执行， 以使所述处理器能够执行如权利 要求1‑5任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115014982 B 3