煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法及系统技术方案

本公开的实施例提供了煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法、系统、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括采集现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据；将所述数据输入预先训练的强矿压显现预测神经网络模型当中，得到输出的对应的强矿压显现预测结果；根据所述强矿压显现的预测结果进行即时预警；根据所述强矿压显现的预测结果得到对应的治理方案。以此方式，可以根据现场地质资料、微震监测、矿压监测、综采阻力监测实现对工作面回采期间强矿压的预测预判，更加准确及时；提供工作面回采期间的强矿压预警信息，给出强矿压危险源消冲方案，有力保障了安全顺利回采。

Method and system of mine pressure prediction and control during coal mining

【技术实现步骤摘要】
煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法及系统
本公开的实施例一般涉及煤炭开采领域，并且更具体地，涉及煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法、系统、设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
随着全国浅部煤碳资源日渐枯竭，煤矿开采平均深度逐步增加，受强矿压影响的矿井也日趋增多。以蒙陕矿区为例，蒙陕矿区是中煤能源集团有限公司建设的亿吨级煤炭生产基地。建设有母杜柴登、纳林河二号、葫芦素、门克庆、大海则等5对大型现代化矿井，开采侏罗系煤层。该地区矿井投建之初，多沿用“神东模式”进行开拓布局，特别是工作面布置时多采用双巷布置，即两条回风顺槽、两条运输顺槽、双回撤通道设计。此设计在掘进送面时具有较大优势，便于快速掘进，但在工作面回采后矿压显现剧烈，留巷治理难度较大，且治理效果不佳，对安全、高效回采造成较大困难。母杜柴登矿井位于蒙陕边界的呼吉尔特矿区东南部，该地区煤层赋存稳定，工业储量巨大。母杜柴登矿井首采30201工作面平均开采深度645m，工作面回采期间即出现强矿压显现，工作面尾巷变形严重，严重影响后续工作面生产布置与安全回采；超前支护段片帮、底鼓、漏顶问题逐步显现。与母杜柴登矿条件相似的巴彦高勒、纳林河二号、门克庆、红庆河等矿井相继发生强矿压动力灾害。种种迹象表明，蒙陕矿区后续工作面开采过程中，矿压灾害将日益凸显，矿压灾害防治形势严峻。蒙陕地区不同矿区矿井在回采过程中均开始出现不同程度的强矿压显现，本地区强矿压治理均刚起步，各矿强矿压治理均正在探索研究阶段，尚无成熟、行之有效的治理方案。在此背景下，通过分析煤矿工作面回采期间的矿井强矿压影响因素，针对不同因素、不同危险源制定不同的针对性治理方案，缓解强矿压对安全生产的制约，对类似条件矿井工作面的安全回采，保障矿区安全、顺利、高效生产意义重大。
技术实现思路
根据本公开的实施例，提供了一种煤矿工作面回采期间矿压预测治理方案。在本公开的第一方面，提供了一种煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法。该方法包括采集现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据；将所述数据输入预先训练的强矿压显现预测神经网络模型当中，得到输出的对应的强矿压显现预测结果；根据所述强矿压显现的预测结果进行即时预警；根据所述强矿压显现的预测结果得到对应的治理方案。在本公开的第二方面，提供了一种煤矿工作面回采期间矿压预测治理系统。该系统包括数据采集模块，用于采集现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据；预测模块，用于将预处理后的现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据输入预先训练的强矿压显现预测神经网络模型当中，得到输出的对应的强矿压显现预测结果；预警模块，用于根据所述强矿压显现的预测结果进行即时预警；管理方案输出模块，用于根据所述强矿压显现的预测结果得到对应的治理方案。在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。附图说明结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境的示意图；图2示出了根据本公开实施例的用于煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法的流程图；图3示出了根据本公开的实施例的根据本公开实施例的用于煤矿工作面回采期间矿压预测治理系统的方框图；图4示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。具体实施方式为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境100的示意图。在运行环境100中包括监测系统102和预测系统104。所述监测系统102包括：微震监测模块，所述微震监测模块包括安装于回采工作面的多个拾振探头，例如，在工作面辅运巷安装布置4个拾振探头，回风巷安装布置3个拾振探头，形成监测网(随工作面回采向外挪移)；用于对回采期间回采工作面的微震事件分布进行监测分析；矿压监测模块，所述矿压监测模块，例如KJ21矿压监测系统，安装于回采工作面，用于对回采工作面的矿压进行监测，包括实时、在线监测液压支架工作阻力、超前支撑压力、煤柱应力、锚杆(索)载荷和巷道表面变形量；综采阻力监测模块，所述综采阻力监测模块，例如玛珂系统，用于对工作面回采期间支架压力及周期来压情况进行观测分析。所述预测系统104用于提供煤矿工作面回采期间矿压预测治理，将在后续实施例中进行详细描述。图2示出了根据本公开实施例的煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法200的流程图。方法200可以由图1中的预测系统104执行。在框205，采集现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据；在一些实施例中，所述现场地质数据包括：开采深度、顶板岩层结构特征、煤的冲击倾向性等地质因素；对于开采深度，当开采深度H≤350m时，强矿压一般不会发生；当深度H>350m时，在一定程度上强矿压危险程度逐步增加。就开采深度而言，工作面采深约650m具备发生强矿压显现的深度条件。以母杜柴登矿井为例，首采30201工作面平均开采深度645m。对于顶板岩层结构特征，以母杜柴登矿井为例，30201工作面煤层顶板中存在坚硬厚岩层，距离煤层顶板上部2.8m处存在一22.24m厚粗粒砂岩层，该岩层易形成悬顶，聚积大量弹性能，在坚硬顶板破碎或滑移过程中，突然释放大量弹性能易诱发强矿压灾害。对于煤的冲击倾向性特征，以母杜柴登矿井为例，根据《母杜柴登煤矿深部高地应力安全回采技术及覆岩运动规律研究研究报告》中冲击倾向性测定结果，综合评定具有弱冲击倾向性。在一些实施例中，所述开采数据包括：巷道布置、开采强度等开采因素；对于巷道布置，以母杜柴登矿井为例，30201工作面采用4条顺槽平行布置方式。胶运与辅运、1#回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法，其特征在于，包括：/n采集现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据；/n将所述数据输入预先训练的强矿压显现预测神经网络模型当中，得到输出的对应的强矿压显现预测结果；/n根据所述强矿压显现的预测结果进行即时预警；/n根据所述强矿压显现的预测结果得到对应的治理方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿工作面回采期间矿压预测治理方法，其特征在于，包括：
采集现场地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据；
将所述数据输入预先训练的强矿压显现预测神经网络模型当中，得到输出的对应的强矿压显现预测结果；
根据所述强矿压显现的预测结果进行即时预警；
根据所述强矿压显现的预测结果得到对应的治理方案。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时更新所述强矿压显现的预测结果，对所述治理方案进行调整。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强矿压显现预测神经网络模型通过以下步骤训练得到：
对预先采集的煤矿工作面回采期间的地质数据、开采数据、微震监测数据、矿压监测数据、综采阻力监测数据根据对应的强矿压显现数据进行人工标注，作为训练样本；
将所述训练样本作为预设神经网络模型的输入，得到预测的强矿压标注；
根据所述预测的强矿压标注与所述预测输出的欧氏距离作为损失函数；
通过回归训练更新所述预设神经网络模型直到满足预设训练条件。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述强矿压显现的预测结果进行即时预警包括：
若所述神经网络模型的输出的强矿压显现的概率大于预设阈值，则给出强矿压显现的预警信息。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述强矿压显现的预测结果得到对应的治理方案包括：
根据所述强矿压显现的预测结果在预设的治理方案数据库中进行匹配，得到对应的治理方案；或，
将所述强矿压显现的预测结果输入预先训练的治理方案神经网络模型中，得到输出的对应的治理方案。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述治理方案包括：
工作面强矿压危险源消冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚广华，李永忠，张振配，王黔，董亚东，刘耀辉，高昊锐，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市伊化矿业资源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15