【技术实现步骤摘要】
有限数据条件下的矿压时空双周期预测方法、装置及设备
本申请涉及煤矿开采
，特别是涉及一种有限数据条件下的矿压时空双周期预测方法、装置及设备。
技术介绍
近年来，顶板灾害死亡人数和发生起数一直位于煤矿五大灾害之首，矿山压力(即矿压)是综采工作面顶板灾害发生的根源，准确、可靠的预测矿压是有效防治顶板灾害最直接、最有效的手段之一。综采工作面通常位于数百米的地下有限空间内，综采工作面矿压的影响因素众多，其中大部分影响因素限于自然条件和监测手段的限制，无法准确采取。主要表现在以下几个方面：一是地下的煤岩层具有非均质、非连续和各向异性的特征，地质条件千变万化，无法准确监测；二是煤层开采后覆岩运动状态复杂多变，现有手段只能监测其位移、应力等基本数据，无法准确监测其破断过程。基于大数据和人工智能方法建立矿压智能预测模型难度较大，研究有限数据条件下的综采工作面矿压预测方法势在必行。现有的矿压预测方法主要采用简易的上、下限值预警，起到了“临阵逃脱”作用，例如，根据经验值，事先设置矿压的上、下限预警值，在实际矿压超过该上限值...
【技术保护点】
1.一种有限数据条件下的矿压时空双周期预测方法，其特征在于，包括：/n获取综采工作面的液压支架载荷数据；/n根据所述液压支架载荷数据，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线，以及循环未阻力空序曲线，所述历史时间段为历史时间点至当前时间点之间的时间段；/n利用所述液压支架载荷时序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第一未来时间段内的第一矿压；及，/n利用所述循环未阻力空序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第二未来时间段内的第二矿压，其中所述第二未来时间段的时长大于所述第一未来时间段的时长；/n依据所述第一矿压和所述第二矿压，确定所述综采工作面的矿压预测值。/n
【技术特征摘要】
1.一种有限数据条件下的矿压时空双周期预测方法，其特征在于，包括：
获取综采工作面的液压支架载荷数据；
根据所述液压支架载荷数据，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线，以及循环未阻力空序曲线，所述历史时间段为历史时间点至当前时间点之间的时间段；
利用所述液压支架载荷时序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第一未来时间段内的第一矿压；及，
利用所述循环未阻力空序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第二未来时间段内的第二矿压，其中所述第二未来时间段的时长大于所述第一未来时间段的时长；
依据所述第一矿压和所述第二矿压，确定所述综采工作面的矿压预测值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述液压支架载荷数据，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线，以及循环未阻力空序曲线，具体包括：
对所述液压支架载荷数据进行预处理，以时间为横坐标、液压支架载荷为纵坐标，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线；
利用所述液压支架载荷时序曲线，分析每一时间周期内的循环末阻力；
根据每一时间周期内的循环末阻力，以推进度为横坐标、循环末阻力为纵坐标，绘制所述循环未阻力空序曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述液压支架载荷时序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面的第一矿压，具体包括：
在所述液压支架载荷时序曲线上，分析液压支架初撑力特征点、中间拐点和循环末阻力特征点；
若存在中间拐点，则选取距离当前时间点最近的一个中间拐点作为起始点；
若不存在中间拐点，则选取距离当前时间点最近的一个液压支架初撑力特征点作为起始点；
根据液压支架载荷时序曲线上是否存在中间拐点，利用不同的拟合函数对起始点至当前时间点内的液压支架载荷时序数据进行回归分析，得到相关系数；
根据所述相关系数中最大值所对应的拟合函数，建立回归预测模型；
利用所述回归预测模型，根据实测的液压支架载荷进行液压支架载荷时序预测，得到回归预测值作为判定所述第一矿压的预测值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述循环未阻力空序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面的第二矿压，具体包括：
在所述循环未阻力空序曲线上，分析周期性峰值点；
提取相邻周期性峰值点间的曲线作为周期性变化曲线；
采用聚类方法将所述周期性变化曲线划分为至少一类别；
分析每一类别内各数据点的几何平均值、所述几何平均值与一倍均方差之和、所述几何平均值与一倍均方差之差；
根据每一类别内各数据点的所述几何平均值、所述几何平均值与一倍均方差之和、所述几何平均值与一倍均方差之差，构建模板曲...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹希文，徐刚，卢振龙，李正杰，刘前进，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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