一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法技术

本发明专利技术提供了一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，涉及矿山压力技术领域，该方法的步骤包括：A.提取支架每个工作循环内的最大工作阻力，确定工作面支架所属顶板区域，选取区域内各支架的最大工作阻力，生成顶板区域的最大工作阻力循环曲线图；B.根据来压判别标准计算公式计算工作面顶板来压线；C.对支架循环最大工作阻力循环曲线进行来压区间及非来压区间划分；D.选取每个周期运动内非来压时顶板压力最大值和来压时顶板压力最大值，分别作为非来压和来压时的顶板压力强度，绘制顶板来压二相曲线；E.采用孤立似同方法优化顶板来压二相曲线，生成顶板来压认知曲线，该方法得到的矿压分析结果更能符合顶板控制需求。

A method of periodic weighting division based on the maximum working resistance curve of support cycle

【技术实现步骤摘要】
一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法
本专利技术涉及矿山压力
，尤其是一种基于区域内支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法。
技术介绍
在煤矿开采过程中，地下煤层开采后，受采动影响，矿山压力的大小和分布始终处于不断变化过程中，巷道变形及支架受力都是围岩运动的结果，受力的性质、大小和发展变化的规律与上覆岩层运动更是密不可分，而顶板岩层是按一定的规律周期运动。摸清顶板岩层周期运动规律，精准计算出周期运动参数—稳定步距、来压步距和来压强度，直观显示工作面顶板来压周期规律，对煤矿安全生产具有重要指导意义。目前，在采矿中通常采用公式计算方法来确定周期来压参数，公式计算方法在建立模型时，过于简化乃至忽略次要因素，由于特定煤矿生产环境的复杂性，导致理论计算结果与现场实测数据相差较大。另外还有以支架工作循环末阻力划分来压的方法，该方法中的计算有所改进，但是单支架工作循环末阻力划分周期来压方法仅能显示局部顶板来压状态，而且由于外部环境的影响，来压划分时而出现偏差。煤矿实际生产中更加关注顶板来压时支架能否正常工作支承顶板，即来压最大值是否大于支架额定工作阻力，支架循环末阻力并非绝对是支架循环最大工作阻力，以支架循环末阻力作为支架处顶板来压强度的衡量参数，也不合理。因此，充分利用煤矿实际监测数据，选择更加合理的参数标准，划分合理的工作面来压计量区域，精准的给出工作面周期运动稳定步距及来压步距用以指导生产，是煤矿生产中迫切需要解决的问题。
技术实现思路
为了充分利用矿压监测数据，选择合理的参数标准，精准的给出工作面周期运动稳定步距及来压步距，有效的指导顶板控制，本专利技术提供了一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，具体技术方案如下。一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，步骤包括：A.从矿压监测数据中提取支架每个工作循环内的最大工作阻力，确定工作面支架所属顶板区域，选取顶板区域内各支架的循环最大工作阻力，生成各个顶板区域的最大工作阻力循环曲线图；B.根据来压判别标准计算公式计算工作面顶板来压线；C.对支架循环最大工作阻力循环曲线进行来压区间及非来压区间划分；D.选取每个周期运动内非来压时顶板压力最大值和来压时顶板压力最大值，分别作为非来压和来压时的顶板压力强度，绘制顶板来压二相曲线；E.采用孤立似同方法优化顶板来压二相曲线，生成顶板来压认知曲线。优选的是，矿压监测数据为矿压监测系统测得的矿压-时间数据，工作面内选取若干个相邻支架作为1个支架组，划分的多个支架组分别支护顶板区域。优选的是，最大工作阻力循环曲线图以区域最大工作阻力为纵坐标，以累计进尺为横坐标。还优选的是，来压判别标准计算公式为：其中：p为来压判别标准值，单位KN；为所统计的所有区域循环最大工作阻力的均值，单位KN；σp为所有顶板区域循环最大工作阻力的均方差；m为所有区域循环最大工作阻力的均值系数；n为所有区域循环最大工作阻力的均方差系数。还优选的是，来压区间为高于来压判别标准值的区间，所述非来压区间为低于来压判别标准值的区间。还优选的是，顶板来压二相曲线以顶板压力强度为纵坐标，以累计进尺为横坐标。还优选的是，顶板来压二相曲线的优化具体是，将单值高压异常点视为压力显现正常点，将连续两个以上的高压点视为顶板来压。本专利技术的有益效果是，该方法利用矿压监测数据，提取的是支架最大工作阻力，能够更好的判断顶板来压时支架能否正常工作支承顶板；并且通过对工作面支架划分区域，计算出区域最大工作阻力，生成区域循环最大工作阻力曲线，以来压标准值为界限，精准的给出工作面周期运动稳定步距及来压步距，并将支架循环最大工作阻力曲线划分为来压区间及非来压区间，计算出来压区间内的压力强度及非来压区间内的压力强度，生成顶板来压二相曲线，经对顶板来压二相曲线中孤立高压点进一步处理，生成顶板来压认知曲线，从而可以更直观分析周期来压规律，根据实际监测计算结果更加符合工程实际。附图说明图1是基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法流程步骤图；图2是具体实施例中的数据处理曲线对比图；图3是来压认知曲线生成过程中的数据处理图。具体实施方式结合图1和图3所示，本专利技术提供的基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法具体实施方式如下。在煤矿开采过程中，为了保证支架有效的支护顶板，需要考虑顶板来压的最大值是否大于支架的额定工作阻力，但是支架循环末阻力并非支架循环最大工作阻力，不能以支架循环末阻力作为支架处顶板来压强度的衡量参数，根据统计研究，以区域内支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分与支架循环末阻力划分来压相差不大，所以为解决公式计算法计算误差太大，以及单支架工作循环末阻力曲线划分周期来压的方法不合理的问题，以区域内支架循环最大工作阻力(简称区域循环最大工作阻力)曲线为基础，给出顶板来压划分图，为工作面安全高效生产提供决策依据。一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，即矿压大值法，如图1所示，具体的步骤包括：步骤A.从矿压监测数据中提取支架每个工作循环内的最大工作阻力，确定工作面支架所属顶板区域，选取顶板区域内各支架的循环最大工作阻力，生成各个顶板区域的最大工作阻力循环曲线图。其中，矿压监测数据为矿压监测系统测得的矿压-时间数据，工作面内选取若干个相邻支架作为1个支架组，根据实际的工作面支架数量和工作面大小确定支架组内知支架的数量。划分的多个支架组分别支护顶板区域，根据支架组的划分将工作面化顶板划分成多个顶板区域。最大工作阻力循环曲线图以区域最大工作阻力为纵坐标，以累计进尺为横坐标。另外矿压监测系统对矿压参数进行监测，包括工作阻力、顶板离层、围岩应力、锚杆支护应力、钻孔应力等多元参数监测。提取支架每个循环最大工作阻力时，根据已划分的区域，计算区域内所有支架最大工作阻力的均值，将此均值作为区域循环最大工作阻力。步骤B.根据来压判别标准计算公式计算工作面顶板来压线，工作面顶板来压线即来压判别标准值，以来压标准值为界限，精准的给出工作面周期运动稳定步距及来压步距。来压判别标准计算公式为：其中：p为来压判别标准值，单位KN；为所统计的所有区域循环最大工作阻力的均值，单位KN；σp为所有顶板区域循环最大工作阻力的均方差；m为所有区域循环最大工作阻力的均值系数；n为所有区域循环最大工作阻力的均方差系数。步骤C.对支架循环最大工作阻力循环曲线进行来压区间及非来压区间划分。来压区间为高于来压判别标准值的区间，非来压区间为低于来压判别标准值的区间。来压划分时，将区域循环最大工作阻力曲线沿横轴方向划分为来压及非来压2种区间。步骤D.选取每个周期运动内非来压时顶板压力最大值和来压时顶板压力最大值，分别作为非来压和来压时的顶板压力强度，绘制顶板来压二相曲线。顶板来压二相曲线以顶板压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，其特征在于，步骤包括：/nA.从矿压监测数据中提取支架每个工作循环内的最大工作阻力，确定工作面支架所属顶板区域，选取顶板区域内各支架的循环最大工作阻力，生成各个顶板区域的最大工作阻力循环曲线图；/nB.根据来压判别标准计算公式计算工作面顶板来压线；/nC.对支架循环最大工作阻力循环曲线进行来压区间及非来压区间划分；/nD.选取每个周期运动内非来压时顶板压力最大值和来压时顶板压力最大值，分别作为非来压和来压时的顶板压力强度，绘制顶板来压二相曲线；/nE.采用孤立似同方法优化顶板来压二相曲线，生成顶板来压认知曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，其特征在于，步骤包括：
A.从矿压监测数据中提取支架每个工作循环内的最大工作阻力，确定工作面支架所属顶板区域，选取顶板区域内各支架的循环最大工作阻力，生成各个顶板区域的最大工作阻力循环曲线图；
B.根据来压判别标准计算公式计算工作面顶板来压线；
C.对支架循环最大工作阻力循环曲线进行来压区间及非来压区间划分；
D.选取每个周期运动内非来压时顶板压力最大值和来压时顶板压力最大值，分别作为非来压和来压时的顶板压力强度，绘制顶板来压二相曲线；
E.采用孤立似同方法优化顶板来压二相曲线，生成顶板来压认知曲线。


2.根据权利要求1所述的一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，其特征在于，所述矿压监测数据为矿压监测系统测得的矿压-时间数据，工作面内选取若干个相邻支架作为1个支架组，划分的多个支架组分别支护顶板区域。


3.根据权利要求2所述的一种基于支架循环最大工作阻力曲线的周期来压划分方法，其特征在于，所述最大工作阻力循环曲线图以区域最大工作阻力为纵坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴士良，马峰，陈永强，韩伟，李亚春，
申请(专利权)人：青岛本末岩控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37