一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法，包括步骤：STEP1.获取采煤工作面支架的历史工作阻力数据，根据历史工作阻力数据生成来压状态序列；STEP2.根据来压状态序列，计算最佳历史状态条件数n；STEP3.根据历史状态条件数n构建来压概率树；STEP4.根据来压概率树实时进行来压概率预测；本方法将条件概率及条件熵相关内容用于煤矿安全开采领域支架来压概率预测，可以帮助工作人员判断开采过程中支架的来压情况，有利于保证煤矿安全高效生产，具有安全性高、预测结果准确的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法
本专利技术涉及煤矿安全开采
，具体涉及一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法。
技术介绍
顶板事故是煤炭开采过程中的主要灾害之一；顶板事故最直接的原因是工作面顶板压力过大，在实际生产中，顶板压力会随着工作面的推进不断发生变化，如果所受压力超过支架承受能力，支架就会损坏，威胁到工作面的安全生产；而盲目的增强支架承受能力，又需要更高的造价，降低经济效益。因此，顶板压力预测在煤矿安全高效生产中起着重要的作用；现有的顶板压力预测方法主要分为两类：一类预测顶板压力的全局特征，例如周期(或初次)来压强度以及来压步距等；另一类是实时顶板压力预测，即预测未来各个时刻的顶板压力值；全局特征预测一般在工作面开采之前进行，为支架选型提供参考。实时顶板压力预测贯穿整个工作面开采过程，对灾害预警和二次加固支护有重要意义。实时预测方法需要使用开采过程中监测到的历史顶板压力数据；由于开采条件的复杂性，要预测未来各个时刻的准确来压值非常困难。若能在给出来压值预测结果的同时，实时提供关于未来时刻是否来压的概率估计，则可对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法，其特征在于：包括步骤：/nSTEP1.获取采煤工作面支架的历史工作阻力数据，根据历史工作阻力数据生成来压状态序列；/nSTEP2.根据来压状态序列，计算最佳历史状态条件数n；/nSTEP3.根据最佳历史状态条件数n构建来压概率树；/nSTEP4.根据来压概率树实时进行来压概率预测。/n

【技术特征摘要】
1.一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法，其特征在于：包括步骤：
STEP1.获取采煤工作面支架的历史工作阻力数据，根据历史工作阻力数据生成来压状态序列；
STEP2.根据来压状态序列，计算最佳历史状态条件数n；
STEP3.根据最佳历史状态条件数n构建来压概率树；
STEP4.根据来压概率树实时进行来压概率预测。


2.根据权利要求1所述的一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法，其特征在于：步骤STEP1所述的来压状态序列的构建过程包括：
STEP101.获取采煤工作面支架的历史工作阻力数据，采用K-means聚类方法将历史工作阻力数据聚为两类；
STEP102.根据聚类结果，将聚类中心较小一簇的成员标记为0，较大一簇的成员标记为1，此时原始工作阻力数据序列转换为一个元素取值为0或1的来压状态序列；
其中：取值为0的序列元素表示对应时刻不来压，取值为1的序列元素表示对应时刻来压。


3.根据权利要求1所述的一种预测采煤工作面顶板来压概率的方法，其特征在于：步骤STEP2所述的最佳历史状态条件数的计算过程包括：
STEP201.初始化历史条件数i等于1；
STEP202.计算历史条件数i下的条件熵Hi：



其中：Si为历史条件数取i时所有可能的历史来压状态形成的集合，该集合共有2i个元素，每个元素均是长度为i的0-1序列；p(x)代表历史来压状态为x的概率，Y是一个随机变量，代表预测时刻的来压状态，取值为0或1；Xi是一个随机变量，代表历史条件数取值为i时的历史来压状态，条件熵Hi用以衡量历史条件数为i时，待预测时刻来压状态的不确定程度；该值愈大，不确定程度愈高；该值愈小，可预测性愈高；
STEP203.判断i是否等于1，若是，则令i自增1，并回到STEP202；若不是，则计算条件熵的变化量ΔH＝Hi-Hi-1，然后判断ΔH>σ是否成立，若成立，亦令i自...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗香玉，罗颖骁，张晓波，辛刚，解盘石，伍永平，吕文玉，张艳丽，郎丁，刘俊豹，
申请(专利权)人：西安科技大学，重庆市能源投资集团科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61