一种承压水上采煤微震突水预警方法、装置及终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术适用于矿井水患监测技术领域，提供了一种承压水上采煤微震突水预警方法、装置及终端设备，该方法包括：获取突水样本库，所述突水样本库包括至少一个突水案例及对应的监测数据；将监测数据进行归一化，得到各个突水案例对应的初始训练样本；对各个初始训练样本进行互相关分析，得到各个初始训练样本的相关性系数；并剔除相关性系数高于相关性系数阈值的初始训练样本，得到第一训练样本；基于神经网络学习算法和第一训练样本，创建承压水上采煤微震突水预警模型，所述承压水上采煤微震突水预警模型用于对承压水上采煤矿井进行突水预警。本发明专利技术提供的承压水上采煤微震突水预警方法能够提高突水预警的准确性，为矿井的安全作业提供保障。业提供保障。业提供保障。

【技术实现步骤摘要】
一种承压水上采煤微震突水预警方法、装置及终端设备


[0001]本专利技术属于矿井水患监测
，尤其涉及一种承压水上采煤微震突水预警方法、装置及终端设备。

技术介绍

[0002]承压水上采煤作业时，临近开采煤层的底板中存在强含水层或联通含水层的导水层，若底板的承压水穿越隔水层进入开采空间，则会出现突水事故。煤矿突水事故会直接影响作业施工，造成重大的经济损失甚至人员伤亡，威胁安全生产。
[0003]目前常用的煤矿突水预警方法包括使用水质监测传感器判断水质是否出现突变、监测隔水层电阻率的变化判断隔水层是否出现破损等。但是由于不同矿井的实际地质情况差异大，造成突水事故的因素多样，现有的突水事故监测预警方法不能满足复杂的实际生产环境的需求，准确性低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种承压水上采煤微震突水预警方法、装置及终端设备，以解决现有技术中突水事故预警准确性低的问题。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种承压水上采煤微震突水预警方法，包括：
[0006]获取突水样本库，所述突水样本库包括至少一个突水案例；各个突水案例分别包括至少一个监测数据；
[0007]将各个突水案例对应的监测数据进行归一化，得到各个突水案例对应的初始训练样本；
[0008]对各个初始训练样本进行互相关分析，得到各个初始训练样本的相关性系数；并剔除相关性系数高于相关性系数阈值的初始训练样本，得到第一训练样本；
[0009]基于神经网络学习算法和第一训练样本，创建承压水上采煤微震突水预警模型，所述承压水上采煤微震突水预警模型用于对承压水上采煤矿井进行突水预警。
[0010]本专利技术实施例的第二方面提供了一种承压水上采煤微震突水预警装置装置，包括：
[0011]数据获取模块，用于获取突水样本库，所述突水样本库包括至少一个突水案例；各个突水案例分别包括至少一个监测数据；
[0012]归一化计算模块，用于将各个突水案例对应的监测数据进行归一化，得到各个突水案例对应的初始训练样本；
[0013]相关性分析模块，用于对各个初始训练样本进行互相关分析，得到各个初始训练样本的相关性系数；并剔除相关性系数高于相关性系数阈值的初始训练样本，得到第一训练样本；
[0014]模型创建模块，用于基于神经网络学习算法和第一训练样本，创建承压水上采煤微震突水预警模型，所述承压水上采煤微震突水预警模型用于对承压水上采煤矿井进行突
水预警。
[0015]本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
[0016]本专利技术实施例的第四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存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0017]本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例提供了一种承压水上采煤微震突水预警方法，包括获取突水样本库，所述突水样本库包括至少一个突水案例；各个突水案例分别包括至少一个监测数据；将各个突水案例对应的监测数据进行归一化，得到各个突水案例对应的初始训练样本；对各个初始训练样本进行互相关分析，得到各个初始训练样本的相关性系数；并剔除相关性系数高于相关性系数阈值的初始训练样本，得到第一训练样本；基于神经网络学习算法和第一训练样本，创建承压水上采煤微震突水预警模型，所述承压水上采煤微震突水预警模型用于对承压水上采煤矿井进行突水预警。本专利技术实施例提供的承压水上采煤微震突水预警方法可以利用多种监测数据创建承压水上采煤微震突水预警模型，从而提高承压水上采煤突水预警的准确性，为煤矿安全作业提供保障。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例提供的一种承压水上采煤微震突水预警方法的流程示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例提供的一种承压水上采煤微震突水预警装置的示意图；
[0021]图3是本专利技术实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
[0022]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0023]为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0024]参见图1，本专利技术实施例第一方面提供了一种承压水上采煤微震突水预警方法，包括：
[0025]S101：获取突水样本库，所述突水样本库包括至少一个突水案例；各个突水案例分别包括至少一个监测数据；
[0026]S102：将各个突水案例对应的监测数据进行归一化，得到各个突水案例对应的初始训练样本；
[0027]S103：对各个初始训练样本进行互相关分析，得到各个初始训练样本的相关性系数；并剔除相关性系数高于相关性系数阈值的初始训练样本，得到第一训练样本；
[0028]S104：基于神经网络学习算法和第一训练样本，创建承压水上采煤微震突水预警模型，所述承压水上采煤微震突水预警模型用于对承压水上采煤矿井进行突水预警。
[0029]通过本专利技术实施例提供的承压水上采煤微震突水预警方法，可以利用多种归一化后的监测数据创建承压水上采煤微震突水预警模型，提高承压水上采煤突水预警的准确性，为煤矿安全作业提供保障。
[0030]具体的，突水案例对应的监测数据为对应的突水事件前预设时间内的监测数据。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，所述监测数据包括微震事件数量、微震事件变化率、底板贯通率、微震密集区距离、隐伏构造距离、钻孔水位变化率、工作面推进参数以及矿压参数。
[0032]本实施例选取的监测数据为突水事件发生前后变化较为剧烈的监测数据，且监测数据的变化与突水事件的发生具有一定的关联性。通过选取上述监测数据，可以在接下来的步骤中便捷有效的创建承压水上采煤微震突水预警模型。另一方面，上述监测数据中的微震事件数量、微震事件变化率以及微震密集区距离均可通过矿井水害微震监测设备直接获取。而隐伏构造距离、钻孔水位变化率、工作面推进参数以及矿压参数的获取也十分方便，因此基于上述监测数据进行模型的创建具有简便快捷的特点。
[0033]具体的，微震事件数量指在对应突水案例的监测范围内的单位时间发生微震事件的数量。相应的，微震事件变化率反映在对应突水案例的监测范围内各个单位时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种承压水上采煤微震突水预警方法，其特征在于，包括：获取突水样本库，所述突水样本库包括至少一个突水案例；各个突水案例分别包括至少一个监测数据；将各个突水案例对应的监测数据进行归一化，得到各个突水案例对应的初始训练样本；对各个初始训练样本进行互相关分析，得到各个初始训练样本的相关性系数；并剔除相关性系数高于相关性系数阈值的初始训练样本，得到第一训练样本；基于神经网络学习算法和第一训练样本，创建承压水上采煤微震突水预警模型，所述承压水上采煤微震突水预警模型用于对承压水上采煤矿井进行突水预警。2.如权利要求1所述的一种承压水上采煤微震突水预警方法，其特征在于，所述监测数据包括微震事件数量、微震事件变化率、底板贯通率、微震密集区距离、隐伏构造距离、钻孔水位变化率、工作面推进参数以及矿压参数。3.如权利要求2所述的一种承压水上采煤微震突水预警方法，其特征在于，所述将各个突水案例对应的监测数据进行归一化，包括：基于公式将各个突水案例对应的微震事件数量进行归一化；其中，A
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的微震事件数量，1≤j≤J，J为所述突水样本库中的突水案例个数；a
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段对应的微震事件数量的归一化数据；为第j个突水案例中各个时间段对应的微震事件数量的最小值，为第j个突水案例中各个时间段对应的微震事件数量的最大值；基于公式将各个突水案例对应的微震事件变化率进行归一化：其中，b
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的微震事件变化率的归一化数据，A
j
(i-1)为第j个突水案例中第i-1个时间段内的微震事件数量；基于公式将各个突水案例对应的底板贯通率进行归一化；其中，c
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的底板贯通率的归一化数据，R
j
为第j个突水案例对应的含水层数量，R
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内监测到微震事件的含水层数量；基于公式将各个突水案例对应的微震密集区距离进行归一化：其中，d
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的微震密集区距离的归一化数据，D
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的微震密集区距离，K
j
为第j个突水案例对应的工作面走向总长度；基于公式将各个突水案例对应的隐伏构造距离进行归一化：其中，e
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内隐伏构造距离的归一化数据，E
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的隐伏构造距离；
基于公式将各个突水案例对应的钻孔水位变化率进行归一化：其中，f
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的钻孔水位变化率的归一化数据，F
j
(i)为第j个突水案例中第i个时间段内的钻孔水位，F(i-1)为第j个突水案例中第i-1个时间段内的钻孔水位；基于公式将各个突水案例...

【专利技术属性】
技术研发人员：啜晓宇，贾靖，李玉宝，赵立松，卢钢，王鹏，梁东成，
申请(专利权)人：河北煤炭科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：