塑性区边界的确定方法、确定装置和监测系统与流程

1.本发明涉及矿产开采领域，具体而言，涉及一种塑性区边界的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和监测系统。


背景技术：

2.工作面回采之后形成采空区，上覆顶板悬顶垮断而对周边煤岩体产成应力集中，而形成的塑性区边界即为侧向应力峰值位置，该位置的确定对于下一个工作面巷道的合理布置有着重要的指导意义。工作面采空区超前应力影响范围可以在回采巷道安装煤体应力计进行监测判断，而采空区侧向影响范围由于无法在采空区内安装监测设备，难以有效监测侧向塑性区位置。微震监测是一种区域监测方法，可实际对大范围内煤岩破坏的监测，而采空区影响范围尤其是侧向塑性区即为煤岩体的破坏范围，因此可通过微震事件的分布间接确定采空区侧向塑性区范围。
3.针对采空区侧向塑性区范围目前主要通过理论分析和煤体应力计监测，理论计算多为经验公式，与实际存在较大误差；煤体应力计只有在采空区一侧存在巷道时才有可能安装，但所测应力又受到所在巷道围岩应力的影响。本发明通过监测煤岩体微破裂，通过破裂区域分析采空区侧向影响，确定其塑性区范围。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种塑性区边界的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和监测系统，以至少解决现有技术中现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。
5.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种塑性区边界的确定方法，包括：获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个所述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，所述目标微震信号为开采过程中所述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，所述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；将多个所述微震信号组输入微震监测系统得到各所述微震事件的第一位置信息，所述第一位置信息为各所述微震事件的发生位置；根据多个所述第一位置信息确定各所述微震事件与采空区的距离，根据多个所述距离确定塑性区边界，所述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
6.可选地，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，包括：确定目标开采面，所述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的所述开采面；获取所述目标开采面对应的多个第一微震信号，所述第一微震信号为所述目标开采面开采预设距离的过程中通过所述微震传感器监测到的所述微震信号；对各所述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将所述第二微震信号确定为所述目标微震信号，所述预处理为去除所述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的所述微震信号；根据各所述目标微震信号所属的所述微震传感器对所述目标微震信号进行划分，得到多个所述微震信号组。
7.可选地，将多个所述微震信号组输入微震监测系统得到各所述微震事件的第一位置信息，包括：以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；获取所述微震传感器的安装位置，并根据所述安装位置确定各所述微震传感器对应的第一空间坐标，所述第一空间坐标为所述安装位置在所述三维坐标系下的三维坐标；将各所述第一空间坐标和对应的所述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，所述第二空间坐标为所述微震传感器监测到的所述微震事件的发生位置，所述第二空间坐标与所述目标微震信号一一对应；根据所述第二空间坐标确定各所述微震事件的所述第一位置信息。
8.可选地，根据多个所述第一位置信息确定各所述微震事件与采空区的距离，根据多个所述距离确定塑性区边界，包括：根据所述第一位置信息确定目标位置信息，所述目标位置信息为所述距离在预设范围内的所述第一位置信息；根据所述目标位置信息对应的各所述微震事件与采空区的所述距离确定所述塑性区边界。
9.可选地，根据所述第一位置信息确定目标位置信息，包括：对所述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，所述第二位置信息将所述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，所述第二位置信息与所述第一位置信息一一对应，所述xoy平面为所述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，所述z轴与竖直方向平行；获取第三位置信息，所述第三位置信息为所述采空区的边界在所述xoy平面上的二维坐标；根据所述第三位置信息和各所述第二位置信息确定多个所述距离，所述距离与所述第一位置信息一一对应；将小于预设值的所述距离对应的所述第二位置信息确定为所述目标位置信息。
10.可选地，根据所述目标位置信息对应的各所述微震事件与采空区的所述距离确定所述塑性区边界，包括：根据所述目标位置信息绘制分布直方图，所述分布直方图用于表征不同距离区间对应的所述微震事件的数量；根据所述分布直方图确定多个目标距离区间，所述目标距离区间为对应所述数量大于第一阈值且对应所述数量与相邻所述距离区间对应所述数量差值大于第二阈值的所述距离区间；获取各所述目标距离区间的边界值并将所述边界值的最小值和最大值确定为所述塑性区边界，所述边界值为所述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
11.可选地，所述微震传感器通过钻孔安装于所述目标开采面的采空区周边或所述目标开采面周围的巷道，所述微震传感器在水平方向将所述目标开采面与所述采空区包络。
12.根据本技术的另一方面，提供了一种塑性区边界确定装置，所述装置包括：获取单元，用于获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个所述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，所述目标微震信号为开采过程中所述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，所述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；第一确定单元，用于将多个所述微震信号组输入微震监测系统得到各所述微震事件的第一位置信息，所述第一位置信息为各所述微震事件的发生位置；第二确定单元，用于根据多个所述第一位置信息确定各所述微震事件与采空区的距离，根据多个所述距离确定塑性区边界，所述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
13.根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。
14.根据本技术的又一方面，提供了一种监测系统，包括：一个或多个处理器，存储器，
以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
15.应用本技术的技术方案，在上述塑性区边界的确定方法中，首先，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；然后，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；最后，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。本技术通过钻孔在开采面周围安装微震传感器，将开采面和其后方的采空区包络。通过检测该区域的岩体破裂产生的微震事件，对周围岩体进行分析预测，确定开采面周围微震事件发生最多的范围，即为塑性区边界。该方法解决了现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。
附图说明
16.图1示出了根据本技术的实施例中提供的一种执行塑性区边界的确定方法的移动终端的硬件结构框图；
17.图2示出了根据本技术的实施例提供的一种塑性区边界的确定方法的流程示意图；
18.图3示出了根据本技术的实施例提供的一种微震事件与采空区距离的示意图；
19.图4示出了根据本技术的实施例提供的一种微震事件数量和与和采空区之间距离的分布直方图；
20.图5示出了根据本技术的实施例提供的一种微震传感器安装位置的示意图；
21.图6示出了根据本技术的一种实施例提供的一种具体的塑性区边界的确定方法的流程示意图；
22.图7示出了根据本技术的实施例提供的一种塑性区边界的确定装置的结构框图。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
25.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.正如背景技术中所介绍的，现有技术中针对采空区侧向塑性区范围目前主要通过理论分析和煤体应力计监测，理论计算多为经验公式，与实际存在较大误差；煤体应力计只有在采空区一侧存在巷道时才有可能安装，但所测应力又受到所在巷道围岩应力的影响，为解决现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题，本技术的实施例提供了一种塑性区边界的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和监测系统。
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.本技术实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种塑性区边界的确定方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
29.存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的设备信息的显示方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
30.在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的塑性区边界的确定方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
31.图2是根据本技术实施例的塑性区边界的确定方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
32.步骤s201，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动
产生微震的事件；
33.在本实施例中，通过在工作面的周围安装微震传感器，监测开采过程中周围岩层的微震事件。获取该工作面回采期间产生的微震事件产生的振动信号即为上述目标微震信号。
34.可以理解的是，每个微震传感器都检测到了开采过程中产生的所有微震事件对应的微震信号，根据采集到的微震信号对应的威震传感器对数据进行分组，即同一个微震传感器对应的微震信号作为一个微震信号组。
35.步骤s202，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；
36.具体地，将所有的微震信号组都输入到微震监测系统中，由于每个信号组中都包含了所有的微震事件的微震信号，可以理解的是，每一个微震事件都对应多个不同传感器对应的微震信号，进而根据多个微震信号去除测量误差即可确定微震事件的发生位置。
37.步骤s203，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
38.具体地，根据微震事件发生的位置，可以确定微震事件距离采空区的距离，进而以采空区边界为基准划分不同距离范围，其中发生微震事件最多且变化最快的区域即为塑性区，对应的距离范围也就是塑性区边界。
39.通过本实施例，首先，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；然后，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；最后，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。本技术通过钻孔在开采面周围安装微震传感器，将开采面和其后方的采空区包络。通过检测该区域的岩体破裂产生的微震事件，对周围岩体进行分析预测，确定开采面周围微震事件发生最多的范围，即为塑性区边界。该方法解决了现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。
40.为了去除开采操作对微震信号的影响，保证塑性区边界的准确，在一种可选的实施方式中，上述步骤s201包括：
41.步骤s2011，确定目标开采面，上述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的上述开采面；
42.需要注意的是，本实施例以垮落法进行顶板管理的工作面为例，应用于该类型工作面性能最好，并不仅限定于该类型的工作面，上述工作面即为开采面。在具体应用过程中，所有不存在扩面、缩面、充填等施工操作的工作面都可以使用。
43.步骤s2012，获取上述目标开采面对应的多个第一微震信号，上述第一微震信号为上述目标开采面开采预设距离的过程中通过上述微震传感器监测到的上述微震信号；
44.具体地，对回采期间工作面周围岩体中发生的微震事件进行监测，即得到上述第
一微震信号。
45.在具体实施中，并非回采期间产生的所有微震信号都能作为塑性区边界的判断依据，上述第一微震信号仅包括在工作面推过单面见方之后的微震数据，同时为保证数据量的充足，确保最终判断的准确，数据采集周期内，保证工作面至少推采300m以上。
46.步骤s2013，对各上述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将上述第二微震信号确定为上述目标微震信号，上述预处理为去除上述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的上述微震信号；
47.在本实施例中，通过开采过程中岩层本身的破裂和流体流动产生的微震信号分析岩层的状态，进而确定塑性区范围。而开采过程中爆破等开采操作也会产生微震信号对分析结果产生干扰。因此在进行数据分析之前，需要过滤掉其中的“噪声”。
48.步骤s2014，根据各上述目标微震信号所属的上述微震传感器对上述目标微震信号进行划分，得到多个上述微震信号组。
49.具体地，不同的微震传感器对应的安装位置不同，即便针对同一微震事件，不同的微震传感器检测到的微震信号也并不相同，因此，针对同一微震传感器监测到的微震信号划分为同一微震信号组。
50.为了确定各微震事件的发生位置，在一种可选的实施方式中，上述步骤s202包括：
51.步骤s2021，以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；
52.具体地，微震信号开始采集的位置，也就是在工作面推过单面见方的位置为原点建立空间坐标系，用于定位微震事件的发生位置。
53.步骤s2022，获取上述微震传感器的安装位置，并根据上述安装位置确定各上述微震传感器对应的第一空间坐标，上述第一空间坐标为上述安装位置在上述三维坐标系下的三维坐标；
54.具体地，根据上述原点与微震传感器的安装位置的相对位置，确定各微震传感器的空间坐标，即得到上述第一空间坐标。
55.步骤s2023，将各上述第一空间坐标和对应的上述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，上述第二空间坐标为上述微震传感器监测到的上述微震事件的发生位置，上述第二空间坐标与上述目标微震信号一一对应；
56.具体地，根据微震信号组中的各微震信号可以确定微震事件相对于微震传感器安装位置的相对位置关系，进而根据微震传感器的空间坐标和上述相对位置关系即可确定微震事件发生位置的空间坐标。上述操作均由微震监测系统完成。
57.步骤s2024，根据上述第二空间坐标确定各上述微震事件的上述第一位置信息。
58.具体地，每一个微震信号组都可以确定全部的微震事件的空间坐标，但是因为开采过程必然对微震信号的监测产生影响，本实施例采用多个传感器针对每个微震事件都确定多个坐标值，然后根据多个坐标值进行综合分析，得到最终的坐标值，即上述第一位置信息。
59.为了确定塑性区边界范围，在一种可选的实施方式中，上述步骤s203包括：
60.步骤s2031，根据上述第一位置信息确定目标位置信息，上述目标位置信息为上述距离在预设范围内的上述第一位置信息；
61.具体地，塑性区的确定适用于指导后续巷道的布置，因此选取距离采空区一定范
围内的微震事件的发生位置作为确定依据，即上述目标位置信息，超出范围之外的微震事件对应的塑性区对下一次巷道的挖掘并不会产生影响，微震事件的数量基准增加会提高判断的精度，但是会增加计算分析的复杂度，因此对超出预设距离之外的微震事件进行剔除。
62.步骤s2032，根据上述目标位置信息对应的各上述微震事件与采空区的上述距离确定上述塑性区边界。
63.具体地，根据各上述微震事件的发生位置进行统计，确定不同距离范围内的微震事件的数量，进而根据将微震事件超出阈值且变化速度超出阈值的距离范围确定为上述塑性区边界。
64.为了减少数据分析复杂度，在一种可选的实施方式中，上述步骤s2031包括：
65.对上述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，上述第二位置信息将上述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，上述第二位置信息与上述第一位置信息一一对应，上述xoy平面为上述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，上述z轴与竖直方向平行；
66.本实施例用于确定侧向塑性区的位置，因此可以去除空间坐标中的高度影响，将三维坐标投影到水平平面，进一步简化数据分析的复杂度，仅确定微震事件的水平位置与采空区的距离关系即可。
67.获取第三位置信息，上述第三位置信息为上述采空区的边界在上述xoy平面上的二维坐标；
68.具体地，以微震事件发生位置到采空区的距离作为判据，在计算距离之前将采空区同样投影到水平平面上，得到采空区的边界范围。
69.根据上述第三位置信息和各上述第二位置信息确定多个上述距离，上述距离与上述第一位置信息一一对应；
70.具体地，计算水平面上各微震事件对应的位置坐标与采空区边界的距离，即计算微震事件与工作面两顺槽的垂直距离，如图3所示。
71.将小于预设值的上述距离对应的上述第二位置信息确定为上述目标位置信息。
72.具体地，将距离在预设范围内的微震事件作为分析对象，即为上述目标位置信息。
73.为了确定上述塑性区边界，在一种可选的实施方式中，上述步骤s2032包括：
74.根据上述目标位置信息绘制分布直方图，上述分布直方图用于表征不同距离区间对应的上述微震事件的数量；
75.具体地，如图4所示，根据预设统计区间，根据微震事件与采空区边界之间的距离确定不同距离范围内的微震事件数量，绘制成对应分布直方图。
76.进一步的，如图4所示，分布直方图用于表征上述距离与微震事件数量的关系，采用曲线或其他统计方式进行表征同样可行。
77.根据上述分布直方图确定多个目标距离区间，上述目标距离区间为对应上述数量大于第一阈值且对应上述微震事件的数量与相邻上述距离区间对应上述微震事件的数量的差值大于第二阈值的上述距离区间；
78.在具体实施中，如图4所示，图4中16至18米、20至24米之间的微震事件较多，并且14至16与16至18、18至20和20至22、22至24和24至26之间的变化较快，所以目标距离区间即为16至18米、20至22米和22至24米即为目标距离区间。
79.获取各上述目标距离区间的边界值并将上述边界值的最小值和最大值确定为上
述塑性区边界，上述边界值为上述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
80.在具体实施中，如图4所示，16至18米区间的边界值为16和18，同理可以得到目标距离区间的边界值包括16、18、20、22和24米，其中最大值为24，最小值为16。最终确定塑性区范围为16至24。
81.为了确保微震事件的监测没有遗缺，在本技术的一种实施例中，上述微震传感器通过钻孔安装于上述目标开采面的采空区周边或上述目标开采面周围的巷道，上述微震传感器在水平方向将上述目标开采面与上述采空区包络，如图5所示。
82.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例对本技术的塑性区边界的确定方法的实现过程进行详细说明。
83.本实施例涉及一种具体的塑性区边界的确定方法，如图6所示，包括如下步骤：
84.步骤s1：在工作面周边布置微震传感器，传感器的布置应能够在水平方向将工作面及后方采空区进行包络，采空区后方可通过周边其他巷道或向采空区周边施工钻孔的方式安装微震传感器；
85.步骤s2：工作面回采期间进行微震监测，监测期间应将全部微震事件进行收集，同时删除因爆破作业产生的微震事件，所收集数据选择在工作面推过单面见方之后的微震数据，微震数据数量各工作面不尽相同，数据采集周期内，保证工作面至少推采300m以上；
86.步骤s3：将微震监测数据坐标进行处理，换算成水平投影后与工作面两顺槽的垂直距离；
87.步骤s4：筛选有效微震数据，选择水平投影后在工作面采空区外侧的微震数据进行统计分析。统计时按照距采空区边界距离进行区间统计，统计区间按照1m或2m进行统计；
88.步骤s5：将各区间统计的微震时间数量进行记录，绘制成距采空区距离与微震事件数量的曲线或直方图；
89.步骤s6：根据各距离区间内的微震数量进行判断，微震事件分布区间数量超出阈值且微震数量迅速降低时，该区域可认为为塑性区边界，即侧向应力峰值区域。
90.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
91.本技术实施例还提供了一种塑性区边界的确定装置，需要说明的是，本技术实施例的塑性区边界的确定装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于塑性区边界的确定方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
92.以下对本技术实施例提供的塑性区边界的确定装置进行介绍。
93.图7是根据本技术实施例的塑性区边界的确定装置的结构框图。如图7所示，该装置包括：
94.获取单元10，用于获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；
95.在本实施例中，通过在工作面的周围安装微震传感器，监测开采过程中周围岩层的微震事件。获取该工作面回采期间产生的微震事件产生的振动信号即为上述目标微震信号。
96.可以理解的是，每个微震传感器都检测到了开采过程中产生的所有微震事件对应的微震信号，根据采集到的微震信号对应的威震传感器对数据进行分组，即同一个微震传感器对应的微震信号作为一个微震信号组。
97.第一确定单元20，用于将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；
98.具体地，将所有的微震信号组都输入到微震监测系统中，由于每个信号组中都包含了所有的微震事件的微震信号，可以理解的是，每一个微震事件都对应多个不同传感器对应的微震信号，进而根据多个微震信号去除测量误差即可确定微震事件的发生位置。
99.第二确定单元30，用于根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
100.具体地，根据微震事件发生的位置，可以确定微震事件距离采空区的距离，进而以采空区边界为基准划分不同距离范围，其中发生微震事件最多且变化最快的区域即为塑性区，对应的距离范围也就是塑性区边界。
101.通过本实施例，获取单元获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；第一确定单元将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；第二确定单元根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。本技术通过钻孔在开采面周围安装微震传感器，将开采面和其后方的采空区包络。通过检测该区域的岩体破裂产生的微震事件，对周围岩体进行分析预测，确定开采面周围微震事件发生最多的范围，即为塑性区边界。该装置解决了现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。
102.为了去除开采操作对微震信号的影响，保证塑性区边界的准确，在一种可选的实施方式中，上述获取单元包括：
103.第一确定模块，用于确定目标开采面，上述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的上述开采面；
104.需要注意的是，本实施例以垮落法进行顶板管理的工作面为例，应用于该类型工作面性能最好，并不仅限定于该类型的工作面，上述工作面即为开采面。在具体应用过程中，所有不存在扩面、缩面充填等施工操作的工作面都可以使用。
105.第一获取模块，用于获取上述目标开采面对应的多个第一微震信号，上述第一微震信号为上述目标开采面开采预设距离的过程中通过上述微震传感器监测到的上述微震信号；
106.具体地，对回采期间工作面周围岩体中发生的微震事件进行监测，即得到上述第
一微震信号。
107.在具体实施中，并非回采期间产生的所有微震信号都能作为塑性区边界的判断依据，上述第一微震信号仅包括在工作面推过单面见方之后的微震数据，同时为保证数据量的充足，确保最终判断的准确，数据采集周期内，保证工作面至少推采300m以上。
108.第二确定模块，用于对各上述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将上述第二微震信号确定为上述目标微震信号，上述预处理为去除上述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的上述微震信号；
109.在本实施例中，通过开采过程中岩层本身的破裂和流体流动产生的微震信号分析岩层的状态，进而确定塑性区范围。而开采过程中爆破等开采操作也会产生微震信号对分析结果产生干扰。因此在进行数据分析之前，需要过滤掉其中的“噪声”。
110.分组模块，用于根据各上述目标微震信号所属的上述微震传感器对上述目标微震信号进行划分，得到多个上述微震信号组。
111.具体地，不同的微震传感器对应的安装位置不同，即便针对同一微震事件，不同的微震传感器检测到的微震信号也并不相同，因此，针对同一微震传感器监测到的微震信号划分为同一微震信号组。
112.为了确定各微震事件的发生位置，在一种可选的实施方式中，上述第一确定单元包括：
113.构建模块，用于以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；
114.具体地，微震信号开始采集的位置，也就是在工作面推过单面见方的位置为原点建立空间坐标系，用于定位微震事件的发生位置。
115.第二获取模块，用于获取上述微震传感器的安装位置，并根据上述安装位置确定各上述微震传感器对应的第一空间坐标，上述第一空间坐标为上述安装位置在上述三维坐标系下的三维坐标；
116.具体地，根据上述原点与微震传感器的安装位置的相对位置，确定各微震传感器的空间坐标，即得到上述第一空间坐标。
117.第三确定模块，用于将各上述第一空间坐标和对应的上述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，上述第二空间坐标为上述微震传感器监测到的上述微震事件的发生位置，上述第二空间坐标与上述目标微震信号一一对应；
118.具体地，根据微震信号组中的各微震信号可以确定微震事件相对于微震传感器安装位置的相对位置关系，进而根据微震传感器的空间坐标和上述相对位置关系即可确定微震事件发生位置的空间坐标。上述操作均由微震监测系统完成。
119.第四确定模块，用于根据上述第二空间坐标确定各上述微震事件的上述第一位置信息。
120.具体地，每一个微震信号组都可以确定全部的微震事件的空间坐标，但是因为开采过程必然对微震信号的监测产生影响，本实施例采用多个传感器针对每个微震事件都确定多个坐标值，然后根据多个坐标值进行综合分析，得到最终的坐标值，即上述第一位置信息。
121.为了确定塑性区边界范围，在一种可选的实施方式中，上述第二确定单元包括：
122.第五确定模块，用于根据上述第一位置信息确定目标位置信息，上述目标位置信
息为上述距离在预设范围内的上述第一位置信息；
123.具体地，塑性区的确定适用于指导后续巷道的布置，因此选取距离采空区一定范围内的微震事件的发生位置作为确定依据，即上述目标位置信息，超出范围之外的微震事件对应的塑性区对下一次巷道的挖掘并不会产生影响，微震事件的数量基准增加会提高判断的精度，但是会增加计算分析的复杂度，因此对超出预设距离之外的微震事件进行剔除。
124.第六确定模块，用于根据上述目标位置信息对应的各上述微震事件与采空区的上述距离确定上述塑性区边界。
125.具体地，根据各上述微震事件的发生位置进行统计，确定不同距离范围内的微震事件的数量，进而根据将微震事件超出阈值且变化速度超出阈值的距离范围确定为上述塑性区边界。
126.为了减少数据分析复杂度，在一种可选的实施方式中，上述第五确定模块包括：
127.变换子模块，用于对上述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，上述第二位置信息将上述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，上述第二位置信息与上述第一位置信息一一对应，上述xoy平面为上述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，上述z轴与竖直方向平行；
128.本实施例用于确定侧向塑性区的位置，因此可以去除空间坐标中的高度影响，将三维坐标投影到水平平面，进一步简化数据分析的复杂度，仅确定微震事件的水平位置与采空区的距离关系即可。
129.获取子模块，用于获取第三位置信息，上述第三位置信息为上述采空区的边界在上述xoy平面上的二维坐标；
130.具体地，以微震事件发生位置到采空区的距离作为判据，在计算距离之前将采空区同样投影到水平平面上，得到采空区的边界范围。
131.第一确定子模块，用于根据上述第三位置信息和各上述第二位置信息确定多个上述距离，上述距离与上述第一位置信息一一对应；
132.具体地，计算水平面上各微震事件对应的位置坐标与采空区边界的距离，即计算微震事件与工作面两顺槽的垂直距离，如图3所示。
133.第二确定子模块，用于将小于预设值的上述距离对应的上述第二位置信息确定为上述目标位置信息。
134.具体地，将距离在预设范围内的微震事件作为分析对象，即为上述目标位置信息。
135.为了确定上述塑性区边界，在一种可选的实施方式中，上述第六确定模块包括：
136.绘制子模块，用于根据上述目标位置信息绘制分布直方图，上述分布直方图用于表征不同距离区间对应的上述微震事件的数量；
137.具体地，如图4所示，根据预设统计区间，根据微震事件与采空区边界之间的距离确定不同距离范围内的微震事件数量，绘制成对应分布直方图。
138.进一步的，如图4所示，分布直方图用于表征上述距离与微震事件数量的关系，采用曲线或其他统计方式进行表征同样可行。
139.第三确定子模块，根据上述分布直方图确定多个目标距离区间，上述目标距离区间为对应上述数量大于第一阈值且对应上述微震事件的数量与相邻上述距离区间对应上述微震事件的数量的差值大于第二阈值的上述距离区间；
140.在具体实施中，如图4所示，图4中16至18米、20至24米之间的微震事件较多，并且14至16与16至18、18至20和20至22、22至24和24至26之间的变化较快，所以目标距离区间即为16至18米、20至22米和22至24米即为目标距离区间。
141.第四确定子模块，用于获取各上述目标距离区间的边界值并将上述边界值的最小值和最大值确定为上述塑性区边界，上述边界值为上述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
142.在具体实施中，如图4所示，16至18米区间的边界值为16和18，同理可以得到目标距离区间的边界值包括16、18、20、22和24米，其中最大值为24，最小值为16。最终确定塑性区范围为16至24。
143.上述塑性区边界的确定装置包括处理器和存储器，上述获取单元、第一确定单元和第二确定单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
144.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来确定塑性区边界。
145.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
146.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述塑性区边界的确定方法。
147.具体地，塑性区边界的确定方法包括：
148.步骤s201，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；
149.在本实施例中，通过在工作面的周围安装微震传感器，监测开采过程中周围岩层的微震事件。获取该工作面回采期间产生的微震事件产生的振动信号即为上述目标微震信号。
150.可以理解的是，每个微震传感器都检测到了开采过程中产生的所有微震事件对应的微震信号，根据采集到的微震信号对应的威震传感器对数据进行分组，即同一个微震传感器对应的微震信号作为一个微震信号组。
151.步骤s202，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；
152.具体地，将所有的微震信号组都输入到微震监测系统中，由于每个信号组中都包含了所有的微震事件的微震信号，可以理解的是，每一个微震事件都对应多个不同传感器对应的微震信号，进而根据多个微震信号去除测量误差即可确定微震事件的发生位置。
153.步骤s203，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出
阈值的区域的边界。
154.具体地，根据微震事件发生的位置，可以确定微震事件距离采空区的距离，进而以采空区边界为基准划分不同距离范围，其中发生微震事件最多且变化最快的区域即为塑性区，对应的距离范围也就是塑性区边界。
155.可选地，步骤s2011，确定目标开采面，上述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的上述开采面；步骤s2012，获取上述目标开采面对应的多个第一微震信号，上述第一微震信号为上述目标开采面开采预设距离的过程中通过上述微震传感器监测到的上述微震信号；步骤s2013，对各上述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将上述第二微震信号确定为上述目标微震信号，上述预处理为去除上述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的上述微震信号；步骤s2014，根据各上述目标微震信号所属的上述微震传感器对上述目标微震信号进行划分，得到多个上述微震信号组。
156.可选地，步骤s2021，以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；步骤s2022，获取上述微震传感器的安装位置，并根据上述安装位置确定各上述微震传感器对应的第一空间坐标，上述第一空间坐标为上述安装位置在上述三维坐标系下的三维坐标；步骤s2023，将各上述第一空间坐标和对应的上述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，上述第二空间坐标为上述微震传感器监测到的上述微震事件的发生位置，上述第二空间坐标与上述目标微震信号一一对应；步骤s2024，根据上述第二空间坐标确定各上述微震事件的上述第一位置信息。
157.可选地，步骤s2031，根据上述第一位置信息确定目标位置信息，上述目标位置信息为上述距离在预设范围内的上述第一位置信息；步骤s2032，根据上述目标位置信息对应的各上述微震事件与采空区的上述距离确定上述塑性区边界。
158.可选地，对上述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，上述第二位置信息将上述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，上述第二位置信息与上述第一位置信息一一对应，上述xoy平面为上述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，上述z轴与竖直方向平行；获取第三位置信息，上述第三位置信息为上述采空区的边界在上述xoy平面上的二维坐标；根据上述第三位置信息和各上述第二位置信息确定多个上述距离，上述距离与上述第一位置信息一一对应；将小于预设值的上述距离对应的上述第二位置信息确定为上述目标位置信息。
159.可选地，根据上述目标位置信息绘制分布直方图，上述分布直方图用于表征不同距离区间对应的上述微震事件的数量；根据上述分布直方图确定多个目标距离区间，上述目标距离区间为对应上述数量大于第一阈值且对应上述数量与相邻上述距离区间对应上述数量差值大于第二阈值的上述距离区间；获取各上述目标距离区间的边界值并将上述边界值的最小值和最大值确定为上述塑性区边界，上述边界值为上述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
160.可选地，上述微震传感器通过钻孔安装于上述目标开采面的采空区周边或上述目标开采面周围的巷道，上述微震传感器在水平方向将上述目标开采面与上述采空区包络。
161.本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述塑性区边界的确定方法。
162.具体地，塑性区边界的确定方法包括：
163.步骤s201，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；
164.在本实施例中，通过在工作面的周围安装微震传感器，监测开采过程中周围岩层的微震事件。获取该工作面回采期间产生的微震事件产生的振动信号即为上述目标微震信号。
165.可以理解的是，每个微震传感器都检测到了开采过程中产生的所有微震事件对应的微震信号，根据采集到的微震信号对应的威震传感器对数据进行分组，即同一个微震传感器对应的微震信号作为一个微震信号组。
166.步骤s202，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；
167.具体地，将所有的微震信号组都输入到微震监测系统中，由于每个信号组中都包含了所有的微震事件的微震信号，可以理解的是，每一个微震事件都对应多个不同传感器对应的微震信号，进而根据多个微震信号去除测量误差即可确定微震事件的发生位置。
168.步骤s203，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
169.具体地，根据微震事件发生的位置，可以确定微震事件距离采空区的距离，进而以采空区边界为基准划分不同距离范围，其中发生微震事件最多且变化最快的区域即为塑性区，对应的距离范围也就是塑性区边界。
170.可选地，步骤s2011，确定目标开采面，上述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的上述开采面；步骤s2012，获取上述目标开采面对应的多个第一微震信号，上述第一微震信号为上述目标开采面开采预设距离的过程中通过上述微震传感器监测到的上述微震信号；步骤s2013，对各上述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将上述第二微震信号确定为上述目标微震信号，上述预处理为去除上述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的上述微震信号；步骤s2014，根据各上述目标微震信号所属的上述微震传感器对上述目标微震信号进行划分，得到多个上述微震信号组。
171.可选地，步骤s2021，以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；步骤s2022，获取上述微震传感器的安装位置，并根据上述安装位置确定各上述微震传感器对应的第一空间坐标，上述第一空间坐标为上述安装位置在上述三维坐标系下的三维坐标；步骤s2023，将各上述第一空间坐标和对应的上述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，上述第二空间坐标为上述微震传感器监测到的上述微震事件的发生位置，上述第二空间坐标与上述目标微震信号一一对应；步骤s2024，根据上述第二空间坐标确定各上述微震事件的上述第一位置信息。
172.可选地，步骤s2031，根据上述第一位置信息确定目标位置信息，上述目标位置信息为上述距离在预设范围内的上述第一位置信息；步骤s2032，根据上述目标位置信息对应的各上述微震事件与采空区的上述距离确定上述塑性区边界。
173.可选地，对上述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，上述第二位置信
息将上述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，上述第二位置信息与上述第一位置信息一一对应，上述xoy平面为上述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，上述z轴与竖直方向平行；获取第三位置信息，上述第三位置信息为上述采空区的边界在上述xoy平面上的二维坐标；根据上述第三位置信息和各上述第二位置信息确定多个上述距离，上述距离与上述第一位置信息一一对应；将小于预设值的上述距离对应的上述第二位置信息确定为上述目标位置信息。
174.可选地，根据上述目标位置信息绘制分布直方图，上述分布直方图用于表征不同距离区间对应的上述微震事件的数量；根据上述分布直方图确定多个目标距离区间，上述目标距离区间为对应上述数量大于第一阈值且对应上述数量与相邻上述距离区间对应上述数量差值大于第二阈值的上述距离区间；获取各上述目标距离区间的边界值并将上述边界值的最小值和最大值确定为上述塑性区边界，上述边界值为上述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
175.可选地，上述微震传感器通过钻孔安装于上述目标开采面的采空区周边或上述目标开采面周围的巷道，上述微震传感器在水平方向将上述目标开采面与上述采空区包络。
176.本发明实施例提供了一种监测系统，监测系统包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
177.步骤s201，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；
178.步骤s202，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；
179.步骤s203，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
180.可选地，步骤s2011，确定目标开采面，上述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的上述开采面；步骤s2012，获取上述目标开采面对应的多个第一微震信号，上述第一微震信号为上述目标开采面开采预设距离的过程中通过上述微震传感器监测到的上述微震信号；步骤s2013，对各上述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将上述第二微震信号确定为上述目标微震信号，上述预处理为去除上述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的上述微震信号；步骤s2014，根据各上述目标微震信号所属的上述微震传感器对上述目标微震信号进行划分，得到多个上述微震信号组。
181.可选地，步骤s2021，以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；步骤s2022，获取上述微震传感器的安装位置，并根据上述安装位置确定各上述微震传感器对应的第一空间坐标，上述第一空间坐标为上述安装位置在上述三维坐标系下的三维坐标；步骤s2023，将各上述第一空间坐标和对应的上述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，上述第二空间坐标为上述微震传感器监测到的上述微震事件的发生位置，上述第二空间坐标与上述目标微震信号一一对应；步骤s2024，根据上述第二空间坐标确定各上述微震事件的上述第一位置信息。
182.可选地，步骤s2031，根据上述第一位置信息确定目标位置信息，上述目标位置信息为上述距离在预设范围内的上述第一位置信息；步骤s2032，根据上述目标位置信息对应的各上述微震事件与采空区的上述距离确定上述塑性区边界。
183.可选地，对上述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，上述第二位置信息将上述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，上述第二位置信息与上述第一位置信息一一对应，上述xoy平面为上述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，上述z轴与竖直方向平行；获取第三位置信息，上述第三位置信息为上述采空区的边界在上述xoy平面上的二维坐标；根据上述第三位置信息和各上述第二位置信息确定多个上述距离，上述距离与上述第一位置信息一一对应；将小于预设值的上述距离对应的上述第二位置信息确定为上述目标位置信息。
184.可选地，根据上述目标位置信息绘制分布直方图，上述分布直方图用于表征不同距离区间对应的上述微震事件的数量；根据上述分布直方图确定多个目标距离区间，上述目标距离区间为对应上述数量大于第一阈值且对应上述数量与相邻上述距离区间对应上述数量差值大于第二阈值的上述距离区间；获取各上述目标距离区间的边界值并将上述边界值的最小值和最大值确定为上述塑性区边界，上述边界值为上述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
185.可选地，上述微震传感器通过钻孔安装于上述目标开采面的采空区周边或上述目标开采面周围的巷道，上述微震传感器在水平方向将上述目标开采面与上述采空区包络。
186.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
187.步骤s201，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；
188.步骤s202，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；
189.步骤s203，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。
190.可选地，步骤s2011，确定目标开采面，上述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的上述开采面；步骤s2012，获取上述目标开采面对应的多个第一微震信号，上述第一微震信号为上述目标开采面开采预设距离的过程中通过上述微震传感器监测到的上述微震信号；步骤s2013，对各上述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将上述第二微震信号确定为上述目标微震信号，上述预处理为去除上述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的上述微震信号；步骤s2014，根据各上述目标微震信号所属的上述微震传感器对上述目标微震信号进行划分，得到多个上述微震信号组。
191.可选地，步骤s2021，以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；步骤s2022，获取上述微震传感器的安装位置，并根据上述安装位置确定各上述微震传感器对应的第一空间坐标，上述第一空间坐标为上述安装位置在上述三维坐标系下的三维坐标；步骤s2023，将
各上述第一空间坐标和对应的上述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，上述第二空间坐标为上述微震传感器监测到的上述微震事件的发生位置，上述第二空间坐标与上述目标微震信号一一对应；步骤s2024，根据上述第二空间坐标确定各上述微震事件的上述第一位置信息。
192.可选地，步骤s2031，根据上述第一位置信息确定目标位置信息，上述目标位置信息为上述距离在预设范围内的上述第一位置信息；步骤s2032，根据上述目标位置信息对应的各上述微震事件与采空区的上述距离确定上述塑性区边界。
193.可选地，对上述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，上述第二位置信息将上述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，上述第二位置信息与上述第一位置信息一一对应，上述xoy平面为上述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，上述z轴与竖直方向平行；获取第三位置信息，上述第三位置信息为上述采空区的边界在上述xoy平面上的二维坐标；根据上述第三位置信息和各上述第二位置信息确定多个上述距离，上述距离与上述第一位置信息一一对应；将小于预设值的上述距离对应的上述第二位置信息确定为上述目标位置信息。
194.可选地，根据上述目标位置信息绘制分布直方图，上述分布直方图用于表征不同距离区间对应的上述微震事件的数量；根据上述分布直方图确定多个目标距离区间，上述目标距离区间为对应上述数量大于第一阈值且对应上述数量与相邻上述距离区间对应上述数量差值大于第二阈值的上述距离区间；获取各上述目标距离区间的边界值并将上述边界值的最小值和最大值确定为上述塑性区边界，上述边界值为上述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。
195.可选地，上述微震传感器通过钻孔安装于上述目标开采面的采空区周边或上述目标开采面周围的巷道，上述微震传感器在水平方向将上述目标开采面与上述采空区包络。
196.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
197.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
198.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
199.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
200.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
201.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
202.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
203.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
204.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
205.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
206.1)、本技术的塑性区边界的确定方法，首先，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；然后，将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；最后，根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。本技术通过钻孔在开采面周围安装微震传感器，将开采面和其后方的采空区包络。通过检测该区域的岩体破裂产生的微震事件，对周围岩体进行分析预测，确定开采面周围微震事件发生最多的范围，即为塑性区边界。该方法解决了现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。
207.2)、本技术的塑性区边界的确定装置，获取单元获取开采过程中的目标微震信号，
得到多个微震信号组，每个上述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，上述目标微震信号为开采过程中上述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，上述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；第一确定单元将多个上述微震信号组输入微震监测系统得到各上述微震事件的第一位置信息，上述第一位置信息为各上述微震事件的发生位置；第二确定单元根据多个上述第一位置信息确定各上述微震事件与采空区的距离，根据多个上述距离确定塑性区边界，上述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。本技术通过钻孔在开采面周围安装微震传感器，将开采面和其后方的采空区包络。通过检测该区域的岩体破裂产生的微震事件，对周围岩体进行分析预测，确定开采面周围微震事件发生最多的范围，即为塑性区边界。该装置解决了现有技术中通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。
208.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种塑性区边界的确定方法，其特征在于，包括：获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个所述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，所述目标微震信号为开采过程中所述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，所述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；将多个所述微震信号组输入微震监测系统得到各所述微震事件的第一位置信息，所述第一位置信息为各所述微震事件的发生位置；根据多个所述第一位置信息确定各所述微震事件与采空区的距离，根据多个所述距离确定塑性区边界，所述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，包括：确定目标开采面，所述目标开采面为以垮落法进行顶板管理的所述开采面；获取所述目标开采面对应的多个第一微震信号，所述第一微震信号为所述目标开采面开采预设距离的过程中通过所述微震传感器监测到的所述微震信号；对各所述第一微震信号进行预处理得到对应的第二微震信号，并将所述第二微震信号确定为所述目标微震信号，所述预处理为去除所述第一微震信号中由于爆破等开采操作产生的所述微震信号；根据各所述目标微震信号所属的所述微震传感器对所述目标微震信号进行划分，得到多个所述微震信号组。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将多个所述微震信号组输入微震监测系统得到各所述微震事件的第一位置信息，包括：以开采的起始位置为原点建立三维坐标系；获取所述微震传感器的安装位置，并根据所述安装位置确定各所述微震传感器对应的第一空间坐标，所述第一空间坐标为所述安装位置在所述三维坐标系下的三维坐标；将各所述第一空间坐标和对应的所述微震信号组输入微震监测系统，得到多个第二空间坐标，所述第二空间坐标为所述微震传感器监测到的所述微震事件的发生位置，所述第二空间坐标与所述目标微震信号一一对应；根据所述第二空间坐标确定各所述微震事件的所述第一位置信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据多个所述第一位置信息确定各所述微震事件与采空区的距离，根据多个所述距离确定塑性区边界，包括：根据所述第一位置信息确定目标位置信息，所述目标位置信息为所述距离在预设范围内的所述第一位置信息；根据所述目标位置信息确定所述塑性区边界。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一位置信息确定目标位置信息，包括：对所述第一位置信息进行坐标变换得到第二位置信息，所述第二位置信息将所述第一位置信息投影到xoy平面后得到的二维坐标，所述第二位置信息与所述第一位置信息一一对应，所述xoy平面为所述三维坐标系中z轴坐标为0的平面，所述z轴与竖直方向平行；
获取第三位置信息，所述第三位置信息为所述采空区的边界在所述xoy平面上的二维坐标；根据所述第三位置信息和各所述第二位置信息确定多个所述距离，所述距离与所述第一位置信息一一对应；将小于预设值的所述距离对应的所述第二位置信息确定为所述目标位置信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述目标位置信息确定所述塑性区边界，包括：根据所述目标位置信息绘制分布直方图，所述分布直方图用于表征不同距离区间对应的所述微震事件的数量；根据所述分布直方图确定多个目标距离区间，所述目标距离区间为对应所述数量大于第一阈值且对应所述微震事件的数量与相邻所述距离区间对应所述微震事件的数量的差值大于第二阈值的所述距离区间；获取各所述目标距离区间的边界值并将所述边界值的最小值和最大值确定为所述塑性区边界，所述边界值为所述目标距离区间的距离最大值和距离最小值。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述微震传感器通过钻孔安装于所述目标开采面的采空区周边或所述目标开采面周围的巷道，所述微震传感器在水平方向将所述目标开采面与所述采空区包络。8.一种塑性区边界确定装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元，用于获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个所述微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，所述目标微震信号为开采过程中所述微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，所述微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；第一确定单元，用于将多个所述微震信号组输入微震监测系统得到各所述微震事件的第一位置信息，所述第一位置信息为各所述微震事件的发生位置；第二确定单元，用于根据多个所述第一位置信息确定各所述微震事件与采空区的距离，根据多个所述距离确定塑性区边界，所述塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。10.一种监测系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种塑性区边界的确定方法、确定装置和监测系统，该方法包括：获取开采过程中的目标微震信号，得到多个微震信号组，每个微震信号组中的目标微震信号通过同一微震传感器监测得到，目标微震信号为开采过程中微震传感器监测到的微震事件产生的微震信号，微震事件为岩体破裂或流体扰动产生微震的事件；将多个微震信号组输入微震监测系统得到各微震事件的第一位置信息，第一位置信息为各微震事件的发生位置；根据多个第一位置信息确定各微震事件与采空区的距离，根据多个距离确定塑性区边界，塑性区边界用于表征开采面发生塑性形变概率超出阈值的区域的边界，解决了通过理论计算或应力计监测的方法确定塑性区边界准确度不够的问题。确度不够的问题。确度不够的问题。


技术研发人员：周爱平 乔文俊 秦子晗 张锁 王鹏 王林
受保护的技术使用者：神华新街能源有限责任公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/31