一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压判识方法技术

本发明专利技术涉及一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压判识方法，属于煤矿顶板灾害防治领域。该方法步骤为：获取煤矿工作面支架阻力监测数据；对支架阻力进行预处理，过滤降阻移架过程中支架阻力下降产生的异常顶板压力监测数据；计算工作面所有支架的阻力之和，得到顶板总压力；设置顶板周期来压判断动态基准值，当监测的支架总阻力超过该动态基准值一定比例时判定为顶板周期来压。本发明专利技术能够利用工作面支架阻力监测数据，实现工作面顶板周期来压情况的自动识别，具有较强的适用性，对掌握煤矿顶板压力变化趋势、顶板周期来压强度和防治顶板灾害具有重要意义。治顶板灾害具有重要意义。治顶板灾害具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压判识方法


[0001]本专利技术属于煤矿顶板灾害防治领域，涉及一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压判识方法。

技术介绍

[0002]随着煤矿采掘强度和大采高工作面的增加，工作面顶板压力显著增大，对煤矿顶板管理提出更高的要求。随着采煤工作面的推进，工作面顶板悬露的岩石在自重及上覆岩层载荷的作用下逐渐破断，使工作面呈现规律的周期来压现象。在顶板周期来压期间时常伴随着工作面冒顶、煤壁片帮、支架变形、瓦斯异常涌出等现象，可能造成设备损坏和人员伤亡事故，影响煤矿安全生产。为保证煤矿安全生产，避免顶板事故的发生，需要对工作面周期来压进行辨识，便于组织加强顶板管理。
[0003]目前对顶板灾害和周期来压的判识，主要是通过支架初撑力、安全阀开启状态、支架最大工作阻力等指标进行。但是由于周期来压与顶板岩性、工作面推进速度等因素相关，周期来压时间和周期来压步距并不固定，通过固定阈值等静态方法难以准确识别顶板周期来压，因此亟需一种能够动态精准识别顶板周期来压的方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压识别方法，以解决目前煤矿顶板周期来压难以动态精准识别的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压判识方法，其包括以下步骤：
[0007]S1、获取采煤工作面每个液压支架立柱阻力数据集P
i
＝(pr/>1,i
,p
2,i
,
…
,p
n,i
)，p
n,i
表示第n个支架在i时刻的支架阻力值；
[0008]S2、过滤P
i
的异常数值，并补齐过滤缺失的数据后得到数据集P
i
′
＝(p
′
1,i
,p
′
2,i
,
…
,p
′
n,i
)；
[0009]S3、对i时刻所有支架阻力值进行求和，得到整个采煤工作面顶板总压力值P
i
″
；
[0010]S4、求取i时刻之前t时间段内采煤工作面顶板总压力P
t
的移动平均值L(t)，将L(t)作为周期来压动态判识基准值；
[0011]S5、采用L(t)对i时刻采煤工作面顶板总压力进行判别，判断是否为顶板周期来压。
[0012]进一步地，步骤S2中，过滤异常数值的方式为，设置过滤阈值K，筛选过滤支架阻力值p
n,i
<K的数据。过滤后采用线性插补等方法对过滤缺失的数据进行补齐，得到数据集P
i
′
＝(p
′
1,i
,p
′
2,i
,
…
,p
′
n,i
)，且p
′
n,i
≥K。
[0013]其中，过滤阈值K的取值取决于液压支架类型，不同支架类型，K取值可能不同，一般设置为支架的初撑力大小，设置阈值K的目的是过滤在降阻移架过程中支架阻力下降产生的异常顶板压力监测数据。
[0014]进一步地，步骤S5中，采煤工作面顶板总压力值大于移动平均值L(t)一定比例时，判断为顶板周期来压。
[0015]进一步地，步骤S5中，周期来压判别标准也可分级设计，即采煤工作面顶板总压力值大于移动平均值L(t)的比例为α时，判断为周期来压；采煤工作面顶板总压力值大于移动平均值L(t)的比例为β时，判断为强周期来压；其中α＜β。
[0016]本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够利用工作面支架阻力监测数据，实现工作面顶板周期来压情况的自动动态精准识别，具有较强的适用性，对掌握煤矿顶板压力变化趋势、顶板周期来压强度和防治顶板灾害具有重要意义。
[0017]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0019]图1为本专利技术煤矿顶板周期来压判识方法流程示意图；
[0020]图2为周期来压判别的数据曲线图。
具体实施方式
[0021]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]如图1所示为本专利技术基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压识别方法，本实施例结合具体矿压监测数据来说明本方法的实施过程，包括以下步骤：
[0023]S1、获取煤矿采煤工作面120个液压支架立柱阻力数据集P
i
＝(p
1,i
,p
2,i
,...,p
120,i
)。
[0024]S2、设计支架阻力异常数值过滤阈值K，根据该煤矿液压支架型号，K设置为25MPa。筛选过滤掉所有支架阻力数值p
n,i
<25MPa对应的数据，通过线性插补等方法对过滤缺失的数据进行补齐，得到一个过滤后的支架数据集P
i
′
＝(p
′
1,i
,p
′
2,i
,
…
,p
′
n,i
)。
[0025]S3、对i时刻的所有支架阻力数值进行求和，得到此时整个工作面顶板总压力P
i”＝(p'
1,i
+p'
2,i
+
…
+p'
n,i
)。
[0026]S4、设置i时刻之前t时间段内工作面顶板总压力P
t
的移动平均值L(t)为周期来压动态判识基准值。
[0027]其中时间段t的取值根据煤矿实际数据进行考察，可设置为10、20、30天等时间段，设置合理的移动步距能够提高顶板周期来压判识准确率。本实施例设置时间段为30天。
[0028]S5、采用移动平均值L(30)对i时刻的顶板总压力P
i
″
进行判别，若P
i
″
比动态临界值L(30)大5％，即大于105％L(30)时判断为顶板周期来压，若P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矿压监测数据的煤矿顶板周期来压判识方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、获取采煤工作面每个液压支架立柱阻力数据集P
i
＝(p
1,i
,p
2,i
,
…
,p
n,i
)，p
n,i
表示第n个支架在i时刻的支架阻力值；S2、过滤P
i
的异常数值，并补齐过滤缺失的数据后得到数据集P
i
′
＝(p
′
1,i
,p
′
2,i
,
…
,p
′
n,i
)；S3、对i时刻所有支架阻力值进行求和，得到整个采煤工作面顶板总压力值P
i
″
；S4、求取i时刻之前t时间段内采煤工作面顶板...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱墨然，李明建，张庆华，蒲阳，车禹恒，崔俊飞，宋志强，张士岭，岳俊，刁勇，邓敢博，谈国文，覃木广，程晓阳，廖成，马国龙，陈森，李杰，彭杨，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：