权利要求
1.矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法包括以下步骤： 步骤一，通过采样点确定模块利用采样点确定程序对矿山的采样点进行确定； 通过矿山地质探测模块利用矿山地质探测仪对矿山的采样点处的地质进行探测，得到矿山采样点处不同深度的地质信息； 所述地质信息包括地质类型、不同地质类型的深度； 步骤二，通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入； 通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行； 步骤三，通过信息分析模块利用信息分析程序进行导入的矿山采样点处不同深度的地质信息进行分析，得到不同深度的矿山材料信息的分析结果； 所述矿山材料信息的分析结果包括材料的密度、材料的强度以及材料的深度； 步骤四，通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，得到不同地质对应的相似材料； 步骤五，通过材料模型构建模块利用材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型； 通过模型优化模块利用模型优化程序进行矿山相似材料模型的优化，得到优化后模型； 步骤六，通过应力检测模块利用应力检测程序对矿山相似材料模型的应力数据进行检测，得到相似材料的应力检测结果； 步骤七，通过应力曲线绘制模块利用应力绘制程序依据矿山相似材料的应力检测结果绘制应力曲线； 通过灾害预警模块利用灾害预警程序依据应力曲线对矿山动力灾害进行预警； 步骤八，通过显示模块利用显示器显示矿山采样点处不同深度的地质信息、不同深度的矿山材料信息的分析结果、矿山相似材料模型、优化后模型、应力检测结果、应力曲线。
2.如权利要求1所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，步骤二中，所述通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入，包括： （1）接收信息导入请求指令，选择导入信息； （2）选择信息导入路径和导入内容； （3）对信息导入路径和导入内容的有效性进行判断； （4）当信息导入路径和导入内容均有效时，将导入内容进行导入。 3.如权利要求2所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，所述信息导入路径包括信息源位置和信息目标位置。 4.如权利要求2所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，所述将导入内容进行导入，包括：将导入内容从信息源位置导入到信息目标位置。 5.如权利要求1所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，步骤四中，所述通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，包括： （1）获取矿山材料信息的分析结果中的矿山材料的密度、材料的强度以及材料的深度； （2）进行材料数据库的构建； （3）在材料数据库中导入现存的材料以及现存材料的密度、强度信息； （4）按照不同深度对应的材料的密度以及材料的强度依据材料数据库进行这一深度的材料的确定，得到不同地质对应的相似材料； （5）对确定的材料进行存储，并进行材料数据库的更新。 6.如权利要求5所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，所述进行材料数据库的构建，包括：通过配置不常变的数据存储节点构建数据库。 7.如权利要求5所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，所述进行材料数据库的更新，包括： 1）获取不同地质对应的相似材料，将材料信息作为待更新内容； 2）获取原材料数据库； 3）将所述待更新内容发送至服务器； 4）接收所述服务器反馈的待更新内容，并将所述待更新内容在原材料数据库中进行更新。 8.如权利要求7所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，所述将所述待更新内容在原材料数据库中进行更新，包括：由所述服务器接收到所述原材料数据库之后进行反馈。 9.如权利要求1所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法，其特征在于，步骤五中，所述通过材料模型构建模块利用材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型，包括：依据确定的不同地质对应的相似材料，从数据库中获取不同深度对应的不同地质对应的相似材料信息，进行矿山相似材料模型的构建。 10.应用如权利要求1~9所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法的矿山相似材料模拟试验用应力采集系统，其特征在于，所述矿山相似材料模拟试验用应力采集系统包括： 采样点确定模块、矿山地质探测模块、信息导入模块、中央控制模块、信息分析模块、相似材料确定模块、材料模型构建模块、模型优化模块、应力检测模块、应力曲线绘制模块、灾害预警模块、显示模块； 采样点确定模块，与中央控制模块连接，用于通过采样点确定程序对矿山的采样点进行确定； 矿山地质探测模块，与中央控制模块连接，用于通过矿山地质探测仪对矿山的采样点处的地质进行探测，得到矿山采样点处不同深度的地质信息；所述地质信息包括地质类型、不同地质类型的深度； 信息导入模块，与中央控制模块连接，用于通过信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入； 中央控制模块，与采样点确定模块、矿山地质探测模块、信息导入模块、信息分析模块、相似材料确定模块、材料模型构建模块、模型优化模块、应力检测模块、应力曲线绘制模块、灾害预警模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行； 信息分析模块，与中央控制模块连接，用于通过信息分析程序进行导入的矿山采样点处不同深度的地质信息进行分析，得到不同深度的矿山材料信息的分析结果；所述矿山材料信息的分析结果包括材料的密度、材料的强度以及材料的深度； 相似材料确定模块，与中央控制模块连接，用于通过相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，得到不同地质对应的相似材料； 材料模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型； 模型优化模块，与中央控制模块连接，用于通过模型优化程序进行矿山相似材料模型的优化，得到优化后模型； 应力检测模块，与中央控制模块连接，用于通过应力检测程序对矿山相似材料模型的应力数据进行检测，得到相似材料的应力检测结果； 应力曲线绘制模块，与中央控制模块连接，用于通过应力绘制程序依据矿山相似材料的应力检测结果绘制应力曲线； 灾害预警模块，与中央控制模块连接，用于通过灾害预警程序依据应力曲线对矿山动力灾害进行预警； 显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示矿山采样点处不同深度的地质信息、不同深度的矿山材料信息的分析结果、矿山相似材料模型、优化后模型、应力检测结果、应力曲线。
说明书
矿山相似材料模拟试验用应力采集系统及方法
技术领域
本发明属于矿山开采技术领域，尤其涉及一种矿山相似材料模拟试验用应力采集系统及方法。
背景技术
目前：矿山包括煤矿、金属矿、非金属矿、建材矿和化学矿等等。矿山规模，也称生产能力，通常用年产量或日产量表示。年产量即矿山每年生产的矿石数量。按产量的大小，分为大型、中型、小型3种类型。矿山规模的大小，要与矿山经济合理的服务年限相适应，只有这样，才能节省基建费用，降低成本。在矿山生产过程中，采掘作业既是消耗人力、物力最多，占用资金最多，又是降低采矿成本潜力最大的生产环节。
矿山相似材料模拟实验是将真实矿山按比例缩小为物理模型，在保证模型与原型所有物理量均遵循一定比例的前提下，模拟实际情况对模型中的矿层进行“开采”，进而模拟矿压显现过程、采集相关实验数据。目前，矿山相似材料模拟实验已经较为成熟。但是现有技术中暂无可以实现矿山相似材料模拟试验用自动应力采集的方法，应力采集的实时性较差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中暂无可以实现矿山相似材料模拟试验用自动应力采集的方法，应力采集的实时性较差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种矿山相似材料模拟试验用应力采集系统及方法。
本发明是这样实现的，一种矿山相似材料模拟试验用应力采集系统，所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法包括以下步骤：
步骤一，通过采样点确定模块利用采样点确定程序对矿山的采样点进行确定；
通过矿山地质探测模块利用矿山地质探测仪对矿山的采样点处的地质进行探测，得到矿山采样点处不同深度的地质信息；
所述地质信息包括地质类型、不同地质类型的深度；
步骤二，通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入；
通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；
步骤三，通过信息分析模块利用信息分析程序进行导入的矿山采样点处不同深度的地质信息进行分析，得到不同深度的矿山材料信息的分析结果；
所述矿山材料信息的分析结果包括材料的密度、材料的强度以及材料的深度；
步骤四，通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，得到不同地质对应的相似材料；
步骤五，通过材料模型构建模块利用材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型；
通过模型优化模块利用模型优化程序进行矿山相似材料模型的优化，得到优化后模型；
步骤六，通过应力检测模块利用应力检测程序对矿山相似材料模型的应力数据进行检测，得到相似材料的应力检测结果；
步骤七，通过应力曲线绘制模块利用应力绘制程序依据矿山相似材料的应力检测结果绘制应力曲线；
通过灾害预警模块利用灾害预警程序依据应力曲线对矿山动力灾害进行预警；
步骤八，通过显示模块利用显示器显示矿山采样点处不同深度的地质信息、不同深度的矿山材料信息的分析结果、矿山相似材料模型、优化后模型、应力检测结果、应力曲线。
进一步，步骤二中，所述通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入，包括：
（1）接收信息导入请求指令，选择导入信息；
（2）选择信息导入路径和导入内容；
（3）对信息导入路径和导入内容的有效性进行判断；
（4）当信息导入路径和导入内容均有效时，将导入内容进行导入。
进一步，所述信息导入路径包括信息源位置和信息目标位置。
进一步，所述将导入内容进行导入，包括：将导入内容从信息源位置导入到信息目标位置。
进一步，步骤四中，所述通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，包括：
（1）获取矿山材料信息的分析结果中的矿山材料的密度、材料的强度以及材料的深度；
（2）进行材料数据库的构建；
（3）在材料数据库中导入现存的材料以及现存材料的密度、强度信息；
（4）按照不同深度对应的材料的密度以及材料的强度依据材料数据库进行这一深度的材料的确定，得到不同地质对应的相似材料；
（5）对确定的材料进行存储，并进行材料数据库的更新。
进一步，所述进行材料数据库的构建，包括：通过配置不常变的数据存储节点构建数据库。
进一步，所述进行材料数据库的更新，包括：
1）获取不同地质对应的相似材料，将材料信息作为待更新内容；
2）获取原材料数据库；
3）将所述待更新内容发送至服务器；
4）接收所述服务器反馈的待更新内容，并将所述待更新内容在原材料数据库中进行更新。
进一步，所述将所述待更新内容在原材料数据库中进行更新，包括：由所述服务器接收到所述原材料数据库之后进行反馈。
进一步，步骤五中，所述通过材料模型构建模块利用材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型，包括：依据确定的不同地质对应的相似材料，从数据库中获取不同深度对应的不同地质对应的相似材料信息，进行矿山相似材料模型的构建。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述矿山相似材料模拟试验用应力采集方法的矿山相似材料模拟试验用应力采集系统，所述矿山相似材料模拟试验用应力采集系统包括：
采样点确定模块、矿山地质探测模块、信息导入模块、中央控制模块、信息分析模块、相似材料确定模块、材料模型构建模块、模型优化模块、应力检测模块、应力曲线绘制模块、灾害预警模块、显示模块；
采样点确定模块，与中央控制模块连接，用于通过采样点确定程序对矿山的采样点进行确定；
矿山地质探测模块，与中央控制模块连接，用于通过矿山地质探测仪对矿山的采样点处的地质进行探测，得到矿山采样点处不同深度的地质信息；所述地质信息包括地质类型、不同地质类型的深度；
信息导入模块，与中央控制模块连接，用于通过信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入；
中央控制模块，与采样点确定模块、矿山地质探测模块、信息导入模块、信息分析模块、相似材料确定模块、材料模型构建模块、模型优化模块、应力检测模块、应力曲线绘制模块、灾害预警模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
信息分析模块，与中央控制模块连接，用于通过信息分析程序进行导入的矿山采样点处不同深度的地质信息进行分析，得到不同深度的矿山材料信息的分析结果；所述矿山材料信息的分析结果包括材料的密度、材料的强度以及材料的深度；
相似材料确定模块，与中央控制模块连接，用于通过相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，得到不同地质对应的相似材料；
材料模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型；
模型优化模块，与中央控制模块连接，用于通过模型优化程序进行矿山相似材料模型的优化，得到优化后模型；
应力检测模块，与中央控制模块连接，用于通过应力检测程序对矿山相似材料模型的应力数据进行检测，得到相似材料的应力检测结果；
应力曲线绘制模块，与中央控制模块连接，用于通过应力绘制程序依据矿山相似材料的应力检测结果绘制应力曲线；
灾害预警模块，与中央控制模块连接，用于通过灾害预警程序依据应力曲线对矿山动力灾害进行预警；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示矿山采样点处不同深度的地质信息、不同深度的矿山材料信息的分析结果、矿山相似材料模型、优化后模型、应力检测结果、应力曲线。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过材料模型构建模块可以通过计算机自动计算完成，从而能够更准确的对建模的矿山材料进行三维建模，模型构建准确性更高；同时，灾害预警模块可以实现矿山动力灾害的全息模态化在线预测预报和预警，可以实现矿山动力灾害的全息模态化在线预测预报和预警，对矿山动力灾害进行有效预警。
附图说明
图1是本发明实施例提供的矿山相似材料模拟试验用应力采集方法流程图；
图2是本发明实施例提供的通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入流程图；
图3是本发明实施例提供的通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定流程图；
图4是本发明实施例提供的进行材料数据库的更新流程图；
图5是本发明实施例提供的矿山相似材料模拟试验用应力采集系统结构框图。
图5中：1、采样点确定模块；2、矿山地质探测模块；3、信息导入模块；4、中央控制模块；5、信息分析模块；6、相似材料确定模块；7、材料模型构建模块；8、模型优化模块；9、应力检测模块；10、应力曲线绘制模块；11、灾害预警模块；12、显示模块。
具体实施方式
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种矿山相似材料模拟试验用应力采集系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的矿山相似材料模拟试验用应力采集方法包括以下步骤：
S101，通过采样点确定模块利用采样点确定程序对矿山的采样点进行确定；通过矿山地质探测模块利用矿山地质探测仪对矿山的采样点处的地质进行探测，得到矿山采样点处不同深度的地质信息；所述地质信息包括地质类型、不同地质类型的深度；
S102，通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入；通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；
S103，通过信息分析模块利用信息分析程序进行导入的矿山采样点处不同深度的地质信息进行分析，得到不同深度的矿山材料信息的分析结果；所述矿山材料信息的分析结果包括材料的密度、材料的强度以及材料的深度；
S104，通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，得到不同地质对应的相似材料；
S105，通过材料模型构建模块利用材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型；通过模型优化模块利用模型优化程序进行矿山相似材料模型的优化，得到优化后模型；
S106，通过应力检测模块利用应力检测程序对矿山相似材料模型的应力数据进行检测，得到相似材料的应力检测结果；
S107，通过应力曲线绘制模块利用应力绘制程序依据矿山相似材料的应力检测结果绘制应力曲线；通过灾害预警模块利用灾害预警程序依据应力曲线对矿山动力灾害进行预警；
S108，通过显示模块利用显示器显示矿山采样点处不同深度的地质信息、不同深度的矿山材料信息的分析结果、矿山相似材料模型、优化后模型、应力检测结果、应力曲线。
如图2所示，步骤S102中，本发明实施例提供的通过信息导入模块利用信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入，包括：
S201，接收信息导入请求指令，选择导入信息；
S202，选择信息导入路径和导入内容；
S203，对信息导入路径和导入内容的有效性进行判断；
S204，当信息导入路径和导入内容均有效时，将导入内容进行导入。
本发明实施例提供的信息导入路径包括信息源位置和信息目标位置。
本发明实施例提供的将导入内容进行导入，包括：将导入内容从信息源位置导入到信息目标位置。
如图3所示，步骤S104中，本发明实施例提供的通过相似材料确定模块利用相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，包括：
S301，获取矿山材料信息的分析结果中的矿山材料的密度、材料的强度以及材料的深度；
S302，进行材料数据库的构建；
S303，在材料数据库中导入现存的材料以及现存材料的密度、强度信息；
S304，按照不同深度对应的材料的密度以及材料的强度依据材料数据库进行这一深度的材料的确定，得到不同地质对应的相似材料；
S305，对确定的材料进行存储，并进行材料数据库的更新。
本发明实施例提供的进行材料数据库的构建，包括：通过配置不常变的数据存储节点构建数据库。
如图4所示，本发明实施例提供的进行材料数据库的更新，包括：
S401，获取不同地质对应的相似材料，将材料信息作为待更新内容；
S402，获取原材料数据库；
S403，将所述待更新内容发送至服务器；
S404，接收所述服务器反馈的待更新内容，并将所述待更新内容在原材料数据库中进行更新。
本发明实施例提供的将所述待更新内容在原材料数据库中进行更新，包括：由所述服务器接收到所述原材料数据库之后进行反馈。
步骤S105中，本发明实施例提供的通过材料模型构建模块利用材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型，包括：依据确定的不同地质对应的相似材料，从数据库中获取不同深度对应的不同地质对应的相似材料信息，进行矿山相似材料模型的构建。
如图5所示，本发明实施例提供的矿山相似材料模拟试验用应力采集系统包括：
采样点确定模块1、矿山地质探测模块2、信息导入模块3、中央控制模块4、信息分析模块5、相似材料确定模块6、材料模型构建模块7、模型优化模块8、应力检测模块9、应力曲线绘制模块10、灾害预警模块11、显示模块12；
采样点确定模块1，与中央控制模块4连接，用于通过采样点确定程序对矿山的采样点进行确定；
矿山地质探测模块2，与中央控制模块4连接，用于通过矿山地质探测仪对矿山的采样点处的地质进行探测，得到矿山采样点处不同深度的地质信息；所述地质信息包括地质类型、不同地质类型的深度；
信息导入模块3，与中央控制模块4连接，用于通过信息导入程序将获取的矿山采样点处不同深度的地质信息进行导入；
中央控制模块4，与采样点确定模块1、矿山地质探测模块2、信息导入模块3、信息分析模块5、相似材料确定模块6、材料模型构建模块7、模型优化模块8、应力检测模块9、应力曲线绘制模块10、灾害预警模块11、显示模块12连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
信息分析模块5，与中央控制模块4连接，用于通过信息分析程序进行导入的矿山采样点处不同深度的地质信息进行分析，得到不同深度的矿山材料信息的分析结果；所述矿山材料信息的分析结果包括材料的密度、材料的强度以及材料的深度；
相似材料确定模块6，与中央控制模块4连接，用于通过相似材料确定程序依据矿山材料信息的分析结果进行不同深度的地质对应的相似材料的确定，得到不同地质对应的相似材料；
材料模型构建模块7，与中央控制模块4连接，用于通过材料模型构建程序依据不同地质对应的相似材料构建矿山相似材料模型；
模型优化模块8，与中央控制模块4连接，用于通过模型优化程序进行矿山相似材料模型的优化，得到优化后模型；
应力检测模块9，与中央控制模块4连接，用于通过应力检测程序对矿山相似材料模型的应力数据进行检测，得到相似材料的应力检测结果；
应力曲线绘制模块10，与中央控制模块4连接，用于通过应力绘制程序依据矿山相似材料的应力检测结果绘制应力曲线；
灾害预警模块11，与中央控制模块4连接，用于通过灾害预警程序依据应力曲线对矿山动力灾害进行预警；
显示模块12，与中央控制模块4连接，用于通过显示器显示矿山采样点处不同深度的地质信息、不同深度的矿山材料信息的分析结果、矿山相似材料模型、优化后模型、应力检测结果、应力曲线。
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“矿山相似材料模拟试验用应力采集系统及方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：兰州资源环境职业技术学院
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
