覆岩损伤程度的评价方法、装置、存储介质及电子设备与流程

1.本发明涉及覆岩损伤评价技术领域，特别地涉及一种覆岩损伤程度的评价方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.国内外对于煤炭开采过程中覆岩损伤程度的评价方法，主要基于裂隙分维指标，通过钻孔取芯、钻孔探测等技术获取覆岩的钻孔岩壁产状、围岩离层等损伤参数，再将其转化为裂隙网络分形维数，最终得出相对应的覆岩质量损伤评价方法。
3.同时，围绕覆岩损伤指标评价方法，我国研究人员已在室内或工程现场，就采动覆岩、松散含水层覆岩、深埋高硬度覆岩等一系列不同地质因素，针对性地提出了多种分类指标及主因确定体系。在此方面，现有技术的一种评价方法为对上覆岩土进行分层，采用强度折减法和随机抽样法评价小窑采空区的稳定性，但由于该方法将浅埋巷道的侧壁岩土简化为滑块，无法保证深埋岩巷工程的易用性和可靠性；现有技术的另一种评价方法为对煤层、采区或采掘工作面顶板岩层结构进行分带评价，但该方法由于综合考虑因素较多且计算结果需根据影响因素不断调整，因此难度较大，不利于矿山工程的精简计算。
4.可见，从整体上来说，现有技术无法对覆岩的损伤程度进行简单、准确地定量评价。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种覆岩损伤程度的评价方法、装置、存储介质及电子设备，能够简单、准确地对覆岩损伤程度进行定量评价。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供了一种覆岩损伤程度的评价方法，所述方法包括：
8.获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；
9.获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；
10.计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；
11.选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。
12.优选地，所述计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度，包括：
13.获取每个所述评价指标的权重；
14.对于每个所述标准数列，执行以下操作：
15.分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数；
16.基于所述权重和所述关联系数，计算所述参考数列与该标准数列的关联度。
17.进一步地，预先测得的每个所述评价指标的所述实际值有多个，所述方法还包括：
18.对于每个所述评价指标，计算该评价指标的多个实际值的平均值作为该评价指标的取值；
19.所述获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列，包括：
20.获取每个所述评价指标的所述取值以形成所述参考数列。
21.优选地，所述获取每个所述评价指标的权重，包括：
22.对于每个所述评价指标，执行以下操作：
23.基于预先测得的该评价指标的多个实际值，计算该评价指标的熵值；
24.基于该评价指标的熵值，计算该评价指标的权重。
25.优选地，采用以下表达式计算每个所述评价指标的熵值：
[0026][0027][0028][0029]
其中，hk为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量；m为第k个评价指标的实际值的数量；x
pk
为第k个评价指标的第p个实际值；x
min
为第k个评价指标的多个实际值中的最小值；x
max
为第k个评价指标的多个实际值中的最大值；b
pk
和f
pk
均为评价系数，且均为计算过程的中间值。
[0030]
优选地，采用以下表达式计算每个所述评价指标的权重：
[0031][0032]
其中，ω(k)为第k个评价指标的权重；hk为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量。
[0033]
优选地，每个所述标准数列中的参数由所述多个评价指标组成，且所述标准数列中的所述多个评价指标与所述参考数列中的所述多个评价指标按照排列顺序一一对应；所述分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，包括：
[0034]
对所述参考数列进行归一化处理，获得处理后的参考数列；
[0035]
对该标准数列进行归一化处理，获得处理后的该标准数列；
[0036]
采用以下表达式计算所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，作为所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数：
[0037]
[0038][0039]
其中，ξi(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数；i为该标准数列的序号；ρ为预设的分辨系数；δi(k)为所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中第k个评价指标之间的绝对差；ai'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设下限值；bi'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设上限值；x0'(k)为所述处理后的参考数列中第k个评价指标的数值。
[0040]
优选地，每个所述标准数列中的参数由所述多个评价指标组成，且所述标准数列中的所述多个评价指标与所述参考数列中的所述多个评价指标按照排列顺序一一对应；采用以下表达式计算所述参考数列与该标准数列的关联度：
[0041][0042]
其中，i为该标准数列的序号；γi为所述参考数列与该标准数列的关联度；n为所述评价指标的数量；ω(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标的权重；ξi(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数。
[0043]
优选地，所述评价指标包括：垮落损伤高度、裂隙损伤高度、岩芯rqd值、裂隙间距、裂隙张开度、裂隙粗糙度、裂隙迹长、压缩变形量和水平变形量；
[0044]
所述覆岩的损伤程度包括：轻度、中度和重度。
[0045]
第二方面，本发明实施例提供了一种覆岩损伤程度的评价装置，所述装置包括：
[0046]
参考数列获取单元，用于获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；
[0047]
标准数列获取单元，用于获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；
[0048]
关联度计算单元，用于计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；
[0049]
评价单元，用于选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。
[0050]
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的覆岩损伤程度的评价方法。
[0051]
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的覆岩损伤程度的评价方法。
[0052]
本发明实施例提供的一种覆岩损伤程度的评价方法、装置、存储介质及电子设备，通过获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列，然后计算该参考数列与预设的每个标准数列之间的关联度，并选取与该参考数列关联度最大的标准数列所对应的标准损伤级别来评价覆岩的损伤程度，使得对覆岩损伤程度的评价能够通过上述关联度的数值进行量化。同时，本方案中的多个评价指标能够反映覆岩的破坏类型，将其作为标准数列中
的参数能够准确反映覆岩的标准损伤级别，进而通过标准数列与参考数列之间的关联度准确反映覆岩的损伤程度。与现有技术中繁琐的数据处理和计算相比，本方案只需要计算上述关联度的数值，通过该关联度的数值来选取对应的标准损伤级别，因而计算过程更简便。可见，本发明提供的技术方案，能够简单、准确地对覆岩损伤程度进行定量评价。
附图说明
[0053]
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本发明公开的范围。其中所包括的附图是：
[0054]
图1为本发明实施例的方法流程图；
[0055]
图2为本发明实施例中将对覆岩的评价内容划分为评价指标的分级示意图；
[0056]
图3为本发明实施例的装置结构图。
具体实施方式
[0057]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0058]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0059]
针对我国煤炭资源开采引发的覆岩破坏和地表沉陷等，本发明提供了一种由工作面推采引起的覆岩破坏/损伤的定量评价方法，通过构建评价内容和一/二级评价指标等确定评价指标体系，根据指标权重和指标关联系数等参数进行综合评价，进而对工作面采动引发的覆岩损伤程度分级，为工程现场的覆岩损伤控制与修复提供可靠依据，进而降低煤炭开采带来的环境灾害。
[0060]
本发明的总体思路为：(1)遵循全面性、针对性、优先性和实用性原则，针对工作面煤炭开采过程中可能引发的主要覆岩损伤问题，依据煤炭开采对上覆岩层的破坏形式不同，对覆岩破坏类型进行分类，全面、系统地表征出矿区覆岩损伤的本质特征；(2)基于覆岩损伤和地表破坏评价的传统通用指标，通过分类层次法将损伤评价指标体系分解为多层次多指标的评价体系。(3)建立多指标评判模型，通过计算评价指标的权重和各评价指标的关联系数进行工作面开采煤矿区覆岩损伤的评价工作；(4)对煤炭开采引起的覆岩损伤程度进行评价分级，并针对性地采取应对防治措施。
[0061]
实施例一
[0062]
根据本发明的实施例，提供了一种覆岩损伤程度的评价方法，如图1所示，本实施例所述的方法包括：
[0063]
步骤s101，获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；
[0064]
具体地，依据全面性、针对性、优先性和实用性原则，结合煤炭开采对上覆岩层的不同破坏类型，覆岩破坏具体可分为垮落损伤、裂隙损伤和移动变形损伤等3种类型。
[0065]
进一步地，如图2所示，将垮落损伤、裂隙损伤和移动变形损伤等3种覆岩破坏类型
分解为2个层次，即包括5个一级指标和5个二级指标。其中，垮落损伤对应1级评价指标垮落损伤高度；裂隙损伤对应1级评价指标裂隙损伤高度和裂隙发育程度，裂隙发育程度对应5个二级指标，即岩芯rqd值、裂隙间距、裂隙张开度、裂隙粗糙度、裂隙迹长；移动变形损伤对应1级评价指标压缩变形量和水平变形量。
[0066]
即通过上述分类、分级方式，得到本实施例中所述的评价指标有9个，分别为：垮落损伤高度、裂隙损伤高度、岩芯rqd值、裂隙间距、裂隙张开度、裂隙粗糙度、裂隙迹长、压缩变形量和水平变形量。通过这9个评价指标，可以精确、有效地反映覆岩的破坏类型，进而通过这些评价指标计算参考数列与标准数列之间的关联度，从而对覆岩的损伤程度进行准确评价。
[0067]
本实施例中，通过钻孔窥视和岩心采集的方式测得上述9个评价指标的实际值，将9个评价指标的实际值按顺序排列以形成参考数列。
[0068]
为了更准确地获得评价指标的实际值，对于每个评价指标，可预先测得多个实际值，然后计算该评价指标的多个实际值的平均值作为该评价指标的取值，将该取值按顺序排列以形成所述参考数列。即上述获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列，包括：获取每个所述评价指标的所述取值以形成所述参考数列。
[0069]
在实际工作中，采用以下方式测得上述每个评价指标的多个实际值：按照随机性和独立性原则，在矿区推采面至地表的立体岩层中随机布置多个钻孔进行钻孔窥视和岩芯采集，统计对比每个钻孔的覆岩垮落损伤、裂隙损伤和移动变形损伤等3种类型的分布特征及数目，并测得每个钻孔的上述9个评价指标中的每个评价指标的实际值。通过该方法，对于每个相同的评价指标，均可测得多个实际值，该实际值的数量即为上述随机布置的钻孔的数量。
[0070]
在实际工作中，获得上述每个评价指标的实际值之后，还可根据该实际值初步判断每个评价指标所处的类型范围。例如，垮落损伤高度的实际值为3～6倍采高可视为轻度垮落损伤、垮落损伤高度的实际值为6～15倍采高可视为中度垮落损伤、垮落损伤高度的实际值为15倍采高以上可视为重度垮落损伤；裂隙损伤高度的实际值为2～5倍采高可视为轻度裂隙损伤、裂隙损伤高度的实际值为5～10倍采高可视为中度裂隙损伤、裂隙损伤高度的实际值为10倍采高以上可视为重度裂隙损伤；岩芯rqd(rock quality designation，岩石质量指标)的实际值为0～30％可视为重度裂隙发育、岩芯rqd的实际值为30～60％可视为中度裂隙发育、岩芯rqd的实际值为60％以上可视为轻度裂隙发育；裂隙间距的实际值为0～10cm/m2可视为重度裂隙发育、10～50cm/m2可视为中度裂隙发育、50cm/m2以上可视为轻度裂隙发育；裂隙张开度的实际值为0～2mm/m2可视为轻度裂隙发育、2～10mm/m2可视为中度裂隙发育、10mm/m2以上可视为重度裂隙发育；裂隙粗糙度的实际值为0～5/m2可视为轻度裂隙发育、5～10/m2可视为中度裂隙发育、10/m2以上可视为重度裂隙发育；裂隙迹长的实际值为0～100mm/m可视为轻度裂隙发育、100～500mm/m可视为中度裂隙发育、500mm/m以上可视为重度裂隙发育；压缩变形量的实际值为0～5mm/m可视为轻度移动变形损伤、5～15mm/m可视为中度移动变形损伤、15mm/m以上可视为重度移动变形损伤；水平变形量的实际值为0～20mm/m可视为轻度移动变形损伤、20～50mm/m可视为中度移动变形损伤、50mm/m以上可视为重度移动变形损伤。
[0071]
其中，上述采高指的是采煤机的实际开采高度。
[0072]
本实施例中，通过上述方式获得的参考数列可以表示为：
[0073]
x0＝{x0(k)|k＝1，2，
…
，9}
[0074]
其中，k为所述评价指标的序号。
[0075]
步骤s102，获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；
[0076]
本实施例中，每个标准数列中的参数包括步骤s101中所确定的9个评价指标。优选地，每个标准数列中的参数由上述9个评价指标组成，且每个标准数列中的9个评价指标与参考数列中的9个评价指标按照排列顺序一一对应。
[0077]
具体地，通过查阅岩层及地表移动参数文献及相关规程的方式，来确定不同级别的标准数列。本实施例预先确定出3个标准数列，分别对应覆岩的标准损伤级别为：轻度损伤、中度损伤和重度损伤。
[0078]
例如，通过查阅文献和相关手册，确定出：覆岩轻度损伤时上述9个评价指标的标准数值、覆岩中度损伤时上述9个评价指标的标准数值、覆岩重度损伤时上述9个评价指标的标准数值。将覆岩轻度损伤时9个评价指标的标准数值按与参考数列中相同的顺序排列以形成一个标准数列，该标准数列对应的覆岩的标准损伤级别为轻度损伤；将覆岩中度损伤时9个评价指标的标准数值按与参考数列中相同的顺序排列以形成一个标准数列，该标准数列对应的覆岩的标准损伤级别为中度损伤；将覆岩重度损伤时9个评价指标的标准数值按与参考数列中相同的顺序排列以形成一个标准数列，该标准数列对应的覆岩的标准损伤级别为重度损伤。
[0079]
通过上述方式获得的标准数列可以表示为：
[0080]
xi＝{xi(k)|k＝1，2，
…
，9；i＝1，2，3}
[0081]
其中，k为所述评价指标的序号；i为所述标准数列的序号。
[0082]
本实施例中，评价指标有9个，标准数列有3个。
[0083]
步骤s103，计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；
[0084]
本实施例中，所述计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度，包括：
[0085]
获取每个所述评价指标的权重；
[0086]
对于每个所述标准数列，执行以下操作：分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数；基于所述权重和所述关联系数，计算所述参考数列与该标准数列的关联度。
[0087]
其中，每个评价指标的权重，可以通过本领域技术人员的经验预先设定获得，也可基于计算每个评价指标的熵值来获得，本实施例优选采用计算某个评价指标熵值的方式来获得该评价指标的权重。
[0088]
具体地，所述获取每个所述评价指标的权重，包括：对于每个所述评价指标，执行以下操作：基于预先测得的该评价指标的多个实际值，计算该评价指标的熵值；基于该评价指标的熵值，计算该评价指标的权重。
[0089]
其中，每个评价指标的多个实际值可采用步骤s101中所述的方式获得。
[0090]
本实施例中，采用以下表达式计算每个所述评价指标的熵值：
[0091]
[0092][0093][0094]
其中，hk为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量；m为第k个评价指标的实际值的数量；x
pk
为第k个评价指标的第p个实际值；x
min
为第k个评价指标的多个实际值中的最小值；x
max
为第k个评价指标的多个实际值中的最大值；b
pk
和f
pk
均为评价系数，且均为计算过程的中间值。
[0095]
计算出每个评价指标的熵值后，本实施例采用以下表达式计算每个所述评价指标的权重：
[0096][0097]
其中，ω(k)为第k个评价指标的权重；hk为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量。
[0098]
进一步地，各评价指标的权重之和为1，即：
[0099][0100]
本实施例中，通过上述方法计算出的垮落损伤高度、裂隙损伤高度、岩芯rqd值、裂隙间距、裂隙张开度、裂隙粗糙度、裂隙迹长、压缩变形量和水平变形量的权重分别为0.25、0.10、0.07、0.05、0.04、0.08、0.06、0.15和0.20。
[0101]
本实施例中，所述分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，包括：
[0102]
步骤一，对所述参考数列进行归一化处理，获得处理后的参考数列；对该标准数列进行归一化处理，获得处理后的该标准数列。
[0103]
对参考数列和标准数列进行归一化处理的目的是为了消除指标量纲和量纲单位的不同而带来的不可公度性，将参考数列和标准数列转化为无量纲的数值。具体地，对于一个参考数列/标准数列，对其中的9个评价指标进行逐个归一化处理——找出该数列中的最大值，其余数值均除以该最大值以获得归一化后的数值。通过此方法，数列中的最大值归一化后的数值为1。
[0104]
通过上述方法，可获得处理后的参考数列为：x
’0＝{x
’0(k)|k＝1，2，
…
，9}；处理后的标准数列为：x’i
＝{x’i
(k)|k＝1，2，
…
，9；i＝1，2，3}。
[0105]
步骤二，采用以下表达式计算所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，作为所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数：
[0106]
[0107][0108]
其中，ξi(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数；i为该标准数列的序号；ρ为预设的分辨系数；δi(k)为所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中第k个评价指标之间的绝对差；ai'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设下限值；bi'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设上限值；x0'(k)为所述处理后的参考数列中第k个评价指标的数值。
[0109]
其中，分辨系数ρ的取值范围为0～1，值越小，分辨能力越强，本实施例中，ρ值取0.5。
[0110]
计算出参考数列与标准数列中每个评价指标之间的关联系数之后，本实施例采用以下表达式计算参考数列与标准数列的关联度：
[0111][0112]
其中，i为该标准数列的序号；γi为所述参考数列与该标准数列的关联度；n为所述评价指标的数量；ω(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标的权重；ξi(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数。
[0113]
通过以上方法，可得到参考数列与3个标准数列中的每个标准数列之间的关联度。
[0114]
步骤s104，选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。
[0115]
本实施例中，对步骤s103中计算得到的3个关联度的数值大小进行排序，关联度越大，表明参考数列与该标准数列的关系越密切，即可采用与参考数列关系最密切的标准数列所对应的标准损伤级别来评价覆岩的实际损伤程度。
[0116]
例如，与参考数列关系最密切的标准数列所对应的标准损伤级别为轻度损伤，则覆岩的实际损伤程度也评价为轻度损伤；与参考数列关系最密切的标准数列所对应的标准损伤级别为中度损伤，则覆岩的实际损伤程度也评价为中度损伤；与参考数列关系最密切的标准数列所对应的标准损伤级别为重度损伤，则覆岩的实际损伤程度也评价为重度损伤。
[0117]
即覆岩的损伤程度也分为轻度、中度和重度三个级别。
[0118]
其中，当覆岩的损伤程度被评价为轻度损伤时，表明覆岩整体破坏/损伤较轻，基本不需要采后损伤控制及修复；当覆岩的损伤程度被评价为中度损伤时，表明覆岩整体破坏/损伤比较严重，需要采用必要的损伤控制及修复手段；当覆岩的损伤程度被评价为重度损伤时，表明覆岩整体严重破坏/损伤，丧失原有功能，难以进行损伤控制及修复。
[0119]
本发明实施例提供的一种覆岩损伤程度的评价方法，通过获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列，然后计算该参考数列与预设的每个标准数列之间的关联度，并选取与该参考数列关联度最大的标准数列所对应的标准损伤级别来评价覆岩的损伤程度，使得对覆岩损伤程度的评价能够通过上述关联度的数值进行量化。同时，本方案中的多个评价指标能够反映覆岩的破坏类型，将其作为标准数列中的参数能够准确反映覆岩的
标准损伤级别，进而通过标准数列与参考数列之间的关联度准确反映覆岩的损伤程度。与现有技术中繁琐的数据处理和计算相比，本方案只需要计算上述关联度的数值，通过该关联度的数值来选取对应的标准损伤级别，因而计算过程更简便。可见，本发明提供的技术方案，能够简单、准确地对覆岩损伤程度进行定量评价。
[0120]
实施例二
[0121]
与上述方法实施例相对应地，本发明还提供一种覆岩损伤程度的评价装置，如图3所示，所述装置包括：
[0122]
参考数列获取单元301，用于获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；
[0123]
标准数列获取单元302，用于获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；
[0124]
关联度计算单元303，用于计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；
[0125]
评价单元304，用于选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。
[0126]
本实施例中，所述关联度计算单元303包括：
[0127]
权重获取单元，用于获取每个所述评价指标的权重；
[0128]
执行单元，用于对于每个所述标准数列，执行以下操作：
[0129]
分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数；
[0130]
基于所述权重和所述关联系数，计算所述参考数列与该标准数列的关联度。
[0131]
本实施例中，预先测得的每个所述评价指标的所述实际值有多个，进一步地，本实施例所述的装置还包括：
[0132]
评价指标值获取单元，用于对于每个所述评价指标，计算该评价指标的多个实际值的平均值作为该评价指标的取值；
[0133]
所述参考数列获取单元301还用于获取每个所述评价指标的所述取值以形成所述参考数列。
[0134]
本实施例中，所述权重获取单元采用以下方式获取每个所述评价指标的权重：
[0135]
对于每个所述评价指标，执行以下操作：
[0136]
基于预先测得的该评价指标的多个实际值，计算该评价指标的熵值；
[0137]
基于该评价指标的熵值，计算该评价指标的权重。
[0138]
本实施例中，所述权重获取单元采用以下表达式计算每个所述评价指标的熵值：
[0139][0140]
[0141][0142]
其中，hk为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量；m为第k个评价指标的实际值的数量；x
pk
为第k个评价指标的第p个实际值；x
min
为第k个评价指标的多个实际值中的最小值；x
max
为第k个评价指标的多个实际值中的最大值；b
pk
和f
pk
均为评价系数，且均为计算过程的中间值。
[0143]
本实施例中，所述权重获取单元采用以下表达式计算每个所述评价指标的权重：
[0144][0145]
其中，ω(k)为第k个评价指标的权重；hk为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量。
[0146]
本实施例中，每个所述标准数列中的参数由所述多个评价指标组成，且所述标准数列中的所述多个评价指标与所述参考数列中的所述多个评价指标按照排列顺序一一对应；所述执行单元采用以下方式分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数：
[0147]
对所述参考数列进行归一化处理，获得处理后的参考数列；
[0148]
对该标准数列进行归一化处理，获得处理后的该标准数列；
[0149]
采用以下表达式计算所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，作为所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数：
[0150][0151][0152]
其中，ξi(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数；i为该标准数列的序号；ρ为预设的分辨系数；δi(k)为所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中第k个评价指标之间的绝对差；ai'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设下限值；bi'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设上限值；x0'(k)为所述处理后的参考数列中第k个评价指标的数值。
[0153]
本实施例中，每个所述标准数列中的参数由所述多个评价指标组成，且所述标准数列中的所述多个评价指标与所述参考数列中的所述多个评价指标按照排列顺序一一对应；所述执行单元采用以下表达式计算所述参考数列与该标准数列的关联度：
[0154][0155]
其中，i为该标准数列的序号；γi为所述参考数列与该标准数列的关联度；n为所述评价指标的数量；ω(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标的权重；ξi(k)为
所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数。
[0156]
本实施例中，所述评价指标包括：垮落损伤高度、裂隙损伤高度、岩芯rqd值、裂隙间距、裂隙张开度、裂隙粗糙度、裂隙迹长、压缩变形量和水平变形量；
[0157]
所述覆岩的损伤程度包括：轻度、中度和重度。
[0158]
上述装置的工作原理、工作流程等涉及具体实施方式的内容可参见本发明所提供的覆岩损伤程度的评价方法的具体实施方式，此处不再对相同的技术内容进行详细描述。
[0159]
实施例三
[0160]
根据本发明的实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的覆岩损伤程度的评价方法。
[0161]
实施例四
[0162]
根据本发明的实施例，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的覆岩损伤程度的评价方法。
[0163]
本发明实施例提供的一种覆岩损伤程度的评价方法、装置、存储介质及电子设备，通过获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列，然后计算该参考数列与预设的每个标准数列之间的关联度，并选取与该参考数列关联度最大的标准数列所对应的标准损伤级别来评价覆岩的损伤程度，使得对覆岩损伤程度的评价能够通过上述关联度的数值进行量化。同时，本方案中的多个评价指标能够反映覆岩的破坏类型，将其作为标准数列中的参数能够准确反映覆岩的标准损伤级别，进而通过标准数列与参考数列之间的关联度准确反映覆岩的损伤程度。与现有技术中繁琐的数据处理和计算相比，本方案只需要计算上述关联度的数值，通过该关联度的数值来选取对应的标准损伤级别，因而计算过程更简便。可见，本发明提供的技术方案，能够简单、准确地对覆岩损伤程度进行定量评价。
[0164]
本发明从覆岩运动及地表环境治理等角度出发，为更好地服务现场工程实践、对其提供理论及试验支持，提供了一种覆岩损伤程度的评价方法，本方法能够具体用于对由工作面开采引起的覆岩破坏/损伤进行评价，以期定量描述覆岩采动损伤程度、进而开展针对性地治理措施，为煤层开采设计和采后损伤控制及修复提供有效指导。实践表明，本发明提供的方法简单、重复性好、计算效率高、结果准确可靠。
[0165]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0166]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
[0167]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0168]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0169]
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

技术特征：
1.一种覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，所述方法包括：获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。2.根据权利要求1所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，所述计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度，包括：获取每个所述评价指标的权重；对于每个所述标准数列，执行以下操作：分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数；基于所述权重和所述关联系数，计算所述参考数列与该标准数列的关联度。3.根据权利要求2所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，预先测得的每个所述评价指标的所述实际值有多个，所述方法还包括：对于每个所述评价指标，计算该评价指标的多个实际值的平均值作为该评价指标的取值；所述获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列，包括：获取每个所述评价指标的所述取值以形成所述参考数列。4.根据权利要求3所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，所述获取每个所述评价指标的权重，包括：对于每个所述评价指标，执行以下操作：基于预先测得的该评价指标的多个实际值，计算该评价指标的熵值；基于该评价指标的熵值，计算该评价指标的权重。5.根据权利要求4所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，采用以下表达式计算每个所述评价指标的熵值：每个所述评价指标的熵值：每个所述评价指标的熵值：其中，h
k
为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量；m为第k个评价指标的实际值的数量；x
pk
为第k个评价指标的第p个实际值；x
min
为第k个评价指标的多个实际值中的最小值；x
max
为第k个评价指标的多个实际值中的最大值；b
pk
和f
pk
均为评价系数，且均为计算过程的中间值。
6.根据权利要求4所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，采用以下表达式计算每个所述评价指标的权重：其中，ω(k)为第k个评价指标的权重；h
k
为第k个评价指标的熵值；n为所述评价指标的数量。7.根据权利要求2所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，每个所述标准数列中的参数由所述多个评价指标组成，且所述标准数列中的所述多个评价指标与所述参考数列中的所述多个评价指标按照排列顺序一一对应；所述分别计算所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，包括：对所述参考数列进行归一化处理，获得处理后的参考数列；对该标准数列进行归一化处理，获得处理后的该标准数列；采用以下表达式计算所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数，作为所述参考数列与该标准数列中相同的两个所述评价指标之间的关联系数：指标之间的关联系数：其中，ξ
i
(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数；i为该标准数列的序号；ρ为预设的分辨系数；δ
i
(k)为所述处理后的参考数列与所述处理后的该标准数列中第k个评价指标之间的绝对差；a
i
'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设下限值；b
i
'(k)为所述处理后的该标准数列中第k个评价指标的预设上限值；x0'(k)为所述处理后的参考数列中第k个评价指标的数值。8.根据权利要求2所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，每个所述标准数列中的参数由所述多个评价指标组成，且所述标准数列中的所述多个评价指标与所述参考数列中的所述多个评价指标按照排列顺序一一对应；采用以下表达式计算所述参考数列与该标准数列的关联度：其中，i为该标准数列的序号；γ
i
为所述参考数列与该标准数列的关联度；n为所述评价指标的数量；ω(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标的权重；ξ
i
(k)为所述参考数列与该标准数列中第k个评价指标之间的关联系数。9.根据权利要求1所述的覆岩损伤程度的评价方法，其特征在于，所述评价指标包括：垮落损伤高度、裂隙损伤高度、岩芯rqd值、裂隙间距、裂隙张开度、裂隙粗糙度、裂隙迹长、压缩变形量和水平变形量；
所述覆岩的损伤程度包括：轻度、中度和重度。10.一种覆岩损伤程度的评价装置，其特征在于，所述装置包括：参考数列获取单元，用于获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；标准数列获取单元，用于获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；关联度计算单元，用于计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；评价单元，用于选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。11.一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，其特征在于，所述程序代码被处理器执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的覆岩损伤程度的评价方法。12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的覆岩损伤程度的评价方法。

技术总结
本发明提供了一种覆岩损伤程度的评价方法、装置、存储介质及电子设备，涉及覆岩损伤评价技术领域，所述方法包括：获取预先测得的多个评价指标的实际值以形成参考数列；其中，所述评价指标用于反映所述覆岩的破坏类型；获取预设的多个标准数列；其中，每个所述标准数列对应于所述覆岩的一个标准损伤级别，每个所述标准数列中的参数包括所述多个评价指标；计算所述参考数列与每个所述标准数列的关联度；选取与所述参考数列关联度最大的标准数列所对应的所述标准损伤级别，以评价所述覆岩的损伤程度。本发明提供的技术方案，能够简单、准确地对覆岩损伤程度进行定量评价。对覆岩损伤程度进行定量评价。对覆岩损伤程度进行定量评价。


技术研发人员：李全生 赵勇强 张凯 郭俊廷 张国军
受保护的技术使用者：北京低碳清洁能源研究院 国家能源投资集团有限责任公司
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2023/9/22