一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法，在初始阶段，设定监测传输时间，每个监测传输时间监测传输一次瓦斯涌出的监测数据；动态统计某个单位时间内的瓦斯涌出数据，分析如下三个指标：单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数、该单位时间内的监测数据最高值与最低值之差、该单位时间内的监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数。以上述三个指标综合表征瓦斯涌出量持续上升现象，当这三个指标均超限时，启动预警。启动预警。启动预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法


[0001]本专利技术涉及一种煤与瓦斯突出预警方法，尤其涉及一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法。

技术介绍

[0002]煤与瓦斯突出是一种动力灾害，严重威胁着矿井安全生产。因此，需要对煤与瓦斯突出灾害进行提前防范。
[0003]《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》均给出了煤与瓦斯突出预测指标和方法，特别是在《防治煤与瓦斯突出细则》第五十条认为，瓦斯涌出量持续增大是典型突出预兆。
[0004]目前，基于瓦斯涌出量持续增大的预警指标主要有瓦斯涌出量峰谷比值、瓦斯涌出特征值、瓦斯涌出量异常速率等，这些指标主要反应的是瓦斯涌出量的前后差异性，而没有反应出“持续”这个概念；因此，亟需探索新的能够定量表征瓦斯涌出量持续上升的指标。
[0005]本专利技术提供了一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法，通过该方法的应用，提升基于瓦斯涌出特征实施煤与瓦斯突出预警的准确性。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提出了一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法，在初始阶段，设定监测传输时间，每个监测传输时间监测传输一次瓦斯涌出的监测数据；动态统计某个单位时间内的瓦斯涌出数据，分析如下三个指标：单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数、该单位时间内的监测数据最高值与最低值之差、该单位时间内的监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数。以上述三个指标综合表征瓦斯涌出量持续上升现象，当这三个指标均超限时，启动预警。具体步骤如下：
[0008]步骤1)利用瓦斯监测系统监测瓦斯浓度和风量，通过瓦斯浓度和风量，计算瓦斯涌出量，即为瓦斯涌出数据。
[0009]步骤2)设定瓦斯涌出数据监测的单位时间N，单位时间内的监测总次数i以及瓦斯监测传输时间n；在单位时间N内每个监测传输时间n获取的瓦斯涌出数据为监测数据。
[0010]步骤3)判断单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数L1[0011]3.1)按次序判定单位时间内每个监测数据是否大于该监测数据前期所有数据，如果“是”则记为“1”，如果“否”则记为“0”，并累加计算，确定单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数L1；
[0012]3.2)设定单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数临界值m1，临界值m1取值范围为0.5i
‑
1.0i；
[0013]3.3)将总次数L1和总次数临界值m1进行比较，判断L1是否达到或超过临界值。
[0014]具体计算方法为：单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数L1的定量表征
[0015]当x
j
＞max|x1,......,x
j
‑1|时，g(x
j
)＝1；否则，g(x
j
)＝0；
[0016]x
j
为第j次监测数，j≥2；g为涌出量最高值增大次数累计函数；
[0017][0018]在上式中，i为单位时间内的监测总次数，i≥j；L1为单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数；m1为单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数临界值。
[0019]步骤4)判断单位时间内监测数据最高值与最低值之差Δx；
[0020]4.1)计算单位时间内监测数据最高值与最低值之差Δx；
[0021]4.2)设定单位时间内监测数据最高值与最低值之差的临界值S，临界值S的范围取风量的0.5％
‑
1％；
[0022]4.3)将最高值与最低值之差Δx与临界值S进行比较,判断Δx是否达到或超过临界值。
[0023]具体计算方法为：单位时间内监测数据最高值与最低值之差Δx的定量表征
[0024]Δx＝max|x1,......,x
i
|
‑
min|x1,......,x
i
|≥S
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0025]在上式中，Δx为单位时间内监测数据最高值与最低值之差；S为单位时间内监测数据最高值与最低值之差的临界值。
[0026]步骤5)判定单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数L2[0027]5.1)按次序判定单位时间内每个监测数据是否小于该监测数据后期所有数据，如果“是”则记为“1”，如果“否”则记为“0”，并累加计算，确定单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数L2；
[0028]5.2)设定监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数临界值m2，临界值m2的取值范围为0.5i
‑
1.0i；
[0029]5.3)将总次数L2与总次数临界值m2进行比较，判断L2是否达到或超过临界值。
[0030]具体计算方法为：单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数L2的定量表征
[0031]如果x
j
＜min|x
j+1
,......,x
i
|，则h(x
j
)＝1；否则，h(x
j
)＝0；
[0032]h为涌出量最小值减小次数累计函数；
[0033][0034]在上式中，L2为单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数；m2为单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数临界值。
[0035]步骤6)从最初监测开始，当监测传输时间n小于或等于单位时间N时，如果三项指标L1、Δx、L2均达到或超过临界值，即L1≥m1、Δx≥S、L2≥m2则直接启动预警；如果三项指标L1、Δx和L2中只要有一项未达到临界值，当监测传输时间n等于单位时间N时，启动循环监测预警，始终保证用于分析风险的数据数量，即最近单位时间内的监测数据是固定的，每新增一组监测数据，就要删除最近单位时间内的一组最早监测数据。
[0036]步骤7)启动循环预警后，继续统计分析数据，并判定三项指标L1、Δx、L2的超限情况，确定是否启动预警。
[0037]以上所述监测数据为动态统计，因此，单位时间内的L1、Δx、L2不是固定的，随监测数据的变化而变化。
[0038]本专利技术的有益效果是：瓦斯涌出量持续增大是一种典型的煤与瓦斯突出预兆，本专利技术提出的预警指标(L1、Δx、L2)能够准确、定量描述瓦斯涌出量持续增大现象，可以进一步提升基于瓦斯涌出特征实施煤与瓦斯突出风险智能预警的准确性。
附图说明
[0039]图1为单位时间内的瓦斯涌出统计流程示意图。
具体实施方式
[0040]本专利技术的一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法,具体操作步骤如下：
[0041]1.在工作面正常通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)利用瓦斯监测系统监测瓦斯浓度和风量，通过瓦斯浓度和风量，计算瓦斯涌出量，即为瓦斯涌出数据；步骤2)设定瓦斯涌出数据监测的单位时间N，单位时间内的监测总次数i以及瓦斯监测传输时间n；在单位时间N内每个监测传输时间n获取的瓦斯涌出数据为监测数据；步骤3)判断单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数L1按次序判定单位时间内每个监测数据是否大于该监测数据前期所有数据，如果“是”则记为“1”，如果“否”则记为“0”，并累加计算，确定单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数L1；设定单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数临界值m1；将总次数L1和总次数临界值m1进行比较，判断L1是否达到或超过临界值；步骤4)判断单位时间内监测数据最高值与最低值之差Δx；计算单位时间内监测数据最高值与最低值之差Δx；设定单位时间内监测数据最高值与最低值之差的临界值S；将最高值与最低值之差Δx与临界值S进行比较,判断Δx是否达到或超过临界值；步骤5)判定单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数L2按次序判定单位时间内每个监测数据是否小于该监测数据后期所有数据，如果“是”则记为“1”，如果“否”则记为“0”，并累加计算，确定单位时间内监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数L2；设定监测数据小于该监测数据后期所有数据的总次数临界值m2；将总次数L2与总次数临界值m2进行比较，判断L2是否达到或超过临界值；步骤6)从最初监测开始，当监测传输时间n小于或等于单位时间N时，如果三项指标L1、Δx、L2均达到或超过临界值，即L1≥m1、Δx≥S、L2≥m2则直接启动预警。2.根据权利要求1所述的一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法，其特征在于，临界值m1和m2的取值范围为0.5i
‑
1.0i，临界值S的范围取风量的0.5％
‑
1％。3.根据权利要求1所述的一种基于瓦斯涌出量持续上升定量表征的突出预警方法，其特征在于，步骤3)中，单位时间内监测数据大于该监测数据前期所有数据的总次数L1的定量表征当x
j
＞max|x1,......,x
j
‑1|时，g(x
j...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐黎明，武建国，关联合，谢凯熙，王声远，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：