本公开提出一种综采工作面的矿压显现特征分析方法及装置，涉及煤矿开采技术领域。其中，方法包括：获取预设时间段内综采工作面中多个支架各自的支架工作阻力数据和支架高度数据；基于支架工作阻力数据和支架高度数据，确定预设时间段内多个支架各自的来压时间段；结合多个支架各自的来压时间段和综采工作面的推进度信息，确定预设时间段内多个支架的来压特征参数；来压特征参数包括来压步距和/或来压持续距离。本公开基于支架工作阻力数据和支架高度数据关联性变化特征，可以更准确地量化分析工作面的矿压显现特征。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及煤矿开采，尤其涉及一种综采工作面的矿压显现特征分析方法及装置。
技术介绍
1、我国6～20m及以上的特厚煤层储量丰富，占我国煤炭资源总量的45％～50％，其中上覆坚硬顶板的煤层约占1/3，大部分矿区和煤田都存在坚硬顶板难以垮落的问题。近年来，随着工作面开采装备及技术水平的进步，采出空间不断加大，上覆多层厚硬顶板的特厚煤层综采工作面呈现出新的矿压显现特征。该类矿井多赋存以细砂岩、砾岩为主的厚硬岩层，承载能力高且不易垮落，工作面回采过程中易形成大面积悬顶结构，同时工作面上方多个层位存在厚硬顶板，各层位顶板破断失稳均对工作面矿压显现产生影响，不同层位间的联动失稳易造成工作面出现强矿压显现。
2、采场支架作为承受顶板压力的主体结构，其工作阻力变化能反映上覆岩层应力演化及破断特征。液压支架承载能力存在上限，当厚硬顶板破断产生的压力大于支架额定阻力后，支架安全阀开启，活柱开始下缩，此时无论顶板压力多大，支架阻力值仅在一个固定压力(额定工作阻力)附近波动，并不等同于顶板压力。某强矿压工作面，来压时间段支架安全阀频繁开启，非来压时间段支架循环末阻力同样较高，致使所求支架动载系数较低、周期来压判据值偏高，难以合理判断工作面矿压显现特征。由此可见，仅用支架工作阻力分析工作面矿压显现特征存在一定的局限性，如何利用实测数据准确分析与评价厚硬顶板大采厚工作面矿压显现规律与强度，是目前亟需解决的一个问题。
技术实现思路
1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本公开第一方面实施例提出了一种综采工作面的矿压显现特征分析方法，包括：
3、获取预设时间段内综采工作面中多个支架各自的支架工作阻力数据和支架高度数据；
4、基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，确定所述预设时间段内所述多个支架各自的来压时间段；
5、结合所述多个支架各自的来压时间段和所述综采工作面的推进度信息，确定所述预设时间段内所述多个支架的来压特征参数；所述来压特征参数包括来压步距和/或来压持续距离。
6、在本公开一些实施例中，所述基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，确定所述预设时间段内所述多个支架各自的来压时间段，包括：基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，生成双y轴曲线图；其中，所述双y轴曲线图的横坐标为时间，纵坐标为支架工作阻力和支架高度；将所述双y轴曲线图中支架工作阻力数据出现多次循环特征且支架高度数据持续下降的时间段确定为来压时间段；其中，一次所述循环特征的波形图样为m型波形，且一次所述循环特征包括存在支架工作阻力数据大于高阻力阈值。
7、在本公开一些实施例中，所述方法还包括：根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，确定各个所述支架在来压时间段内的支架下缩信息；基于所述支架下缩信息确定所述多个支架在各自来压时间段内的矿压显现强度。
8、在本公开一些实施例中，所述基于所述支架下缩信息确定所述多个支架在各自来压时间段内的矿压显现强度，包括：确定预先设置的第p百分位数；所述第p百分位数用于指示矿压显现的目标强度；将所述多个支架在所述来压时间段内的支架下缩信息中处于所述第p百分位数的支架下缩信息确定为下缩信息阈值；所述p为小于100的正整数；从所述多个支架各自的来压时间段中确定出支架下缩信息大于或等于所述下缩信息阈值的第一目标来压时间段，确定所述第一目标来压时间段出现目标强度的矿压显现；从所述多个支架各自的来压时间段中确定出支架下缩信息小于所述下缩信息阈值的第二目标来压时间段，确定所述第二目标来压时间段未出现目标强度的矿压显现。
9、在本公开一些实施例中，所述支架下缩信息包括支架累计下缩量；根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，通过以下公式确定各个所述支架在来压时间段内的支架累计下缩量：
10、
11、其中，s为所述支架累计下缩量，n为所述来压时间段关联的支架工作阻力数据对应的循环次数，si为所述来压时间段内第i次循环的支架下缩量，hic为所述来压时间段内第i次循环的支架初撑时刻高度，him为所述来压时间段内第i次循环的支架末阻力时刻高度。
12、在本公开一些实施例中，所述支架下缩信息包括支架平均下缩速度；根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，通过以下公式确定各个所述支架在来压时间段内的支架平均下缩速度：
13、
14、
15、其中，s为所述支架累计下缩量，n为所述来压时间段关联的支架工作阻力数据对应的循环次数，si为所述来压时间段内第i次循环的支架下缩量，hic为所述来压时间段内第i次循环的支架初撑时刻高度，him为所述来压时间段内第i次循环的支架末阻力时刻高度，v为支架平均下缩速度，tnm为所述来压时间段内第n次循环的结束时间，t1c为所述来压时间段内第1次循环的开始时间。
16、本公开第二方面实施例提出了一种综采工作面的矿压显现特征分析装置，包括：
17、获取模块，用于获取预设时间段内综采工作面中多个支架各自的支架工作阻力数据和支架高度数据；
18、第一确定模块，用于基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，确定所述预设时间段内所述多个支架各自的来压时间段；
19、第二确定模块，用于结合所述多个支架各自的来压时间段和所述综采工作面的推进度信息，确定所述预设时间段内所述多个支架的来压特征参数；所述来压特征参数包括来压步距和/或来压持续距离。
20、在本公开一些实施例中，所述第一确定模块具体用于：基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，生成双y轴曲线图；其中，所述双y轴曲线图的横坐标为时间，纵坐标为支架工作阻力和支架高度；将所述双y轴曲线图中支架工作阻力数据出现多次循环特征且支架高度数据持续下降的时间段确定为来压时间段；其中，一次所述循环特征的波形图样为m型波形，且一次所述循环特征包括存在支架工作阻力数据大于高阻力阈值。
21、在本公开一些实施例中，所述装置还包括第三确定模块，所述第三确定模块用于：根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，确定各个所述支架在来压时间段内的支架下缩信息；基于所述支架下缩信息确定所述多个支架在各自来压时间段内的矿压显现强度。
22、在本公开一些实施例中，所述第三确定模块具体用于：确定预先设置的第p百分位数；所述第p百分位数用于指示矿压显现的目标强度；将所述多个支架在所述来压时间段内的支架下缩信息中处于所述第p百分位数的支架下缩信息确定为下缩信息阈值；所述p为小于100的正整数；从所述多个支架各自的来压时间段中确定出支架下缩信息大于或等于所述下缩信息阈值的第一目标来压时间段，确定所述第一目标来压时间段出现目标强度的矿压显现；从所述多个支架各自的来压时间段中确定出支架下缩信息小于所述下缩信息阈值的第二目标来压时间段，确定所述第二目标来压时间段未出现目标强度的矿压显现。
23、在本公开一本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种综采工作面的矿压显现特征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，确定所述预设时间段内所述多个支架各自的来压时间段，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述支架下缩信息确定所述多个支架在各自来压时间段内的矿压显现强度，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述支架下缩信息包括支架累计下缩量；根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，通过以下公式确定各个所述支架在来压时间段内的支架累计下缩量：
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述支架下缩信息包括支架平均下缩速度；根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，通过以下公式确定各个所述支架在来压时间段内的支架平均下缩速度：
7.一种综采工作面的矿压显现特征分析装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三确定模块，所述第三确定模块用于：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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【技术特征摘要】
1.一种综采工作面的矿压显现特征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述支架工作阻力数据和所述支架高度数据，确定所述预设时间段内所述多个支架各自的来压时间段，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述支架下缩信息确定所述多个支架在各自来压时间段内的矿压显现强度，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述支架下缩信息包括支架累计下缩量；根据各个所述支架在来压时间段内的支架高度数据，通过以下公式确定各个所述支架在来压时间段内的支架累计下缩量：
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔺星宇，徐刚，马镕山，张震，刘前进，高晓进，刘晓刚，
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：
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