【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿冲击地压监测预警领域，尤其涉及一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法。
技术介绍
1、冲击地压是影响煤矿安全开采的主要灾害，借助于现代化手段实现冲击地压诱发灾害的预测预警，已然成为当下一大热点问题。虽然目前已有许多矿山引入了冲击地压监测预警平台，但目前大多数系统仅实现了监测数据的云端可视化，具有“重采集、轻分析”的问题，同时，基于单指标阈值的灾害预警方法仍占据主流地位，存在预警信息冲突等问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本研究基于d-s证据理论，将经验驱动模型和数据驱动模型融合，搭建多源数据驱动下冲击地压监测预警云平台，实现综采工作面冲击风险的监测预警，为生产工作的安全开展保驾护航。
2、根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，具体包括如下步骤：
3、基于矿山地质情况采用多源力学响应协同感知设备实时采集岩体力学响应数据信息；
4、基于综合指数分析法和弯曲能量指数法的经验驱动模型对岩体冲击风险进行综合评价；
5、基于顶板离层位移信息、锚杆应力信息采用数据驱动模型对岩体冲击风险进行评价；
6、采用d-s证据理论融合经验、数据驱动模型的岩体冲击风险评价结果对岩体冲击风险进行综合评判；
7、利用云计算、边缘计算方式搭建极薄煤层冲击地压风险实时监测的预警云平台，该预警云平台用于实时查询冲击风险评价结果、为灾害防控提供依据。>
8、进一步的，基于矿山地质情况及安全规程要求安装多源力学响应协同感知设备，多源力学响应协同感知设备包括锚杆应力计和顶板离层计，从而采集岩体的应力和位移相关力学响应信息。
9、采用有线或者无线方式将多源力学响应协同感知设备连接到工业互联网中，并配置mqtt和ftp通信协议，将采集到的岩体力学响应数据信息进行数据共享，在预警云平台上设置与mqtt和ftp相匹配的通信协议进行数据接收，利用mysql数据库将数据信息存储在预警云平台内。
10、基于综合指数分析法，从地质因素和技术因素两方面对岩体冲击风险进行综合评价：
11、
12、其中wk为基于地质因素指标(k＝1)或技术因素指标(k＝2)计算得出的风险指数，nk表示两因素包含指标数量，wk,i表示两因素中第i个指标的取值，wk,i,max为地质因素指标(k＝1)或技术因素指标(k＝2)中第i个指标的最大分值
13、采用取最大值方式进行工作面冲击地压风险的最终评价
14、wc＝max(w1,w2)
15、其中wc∈[0,1]，为工作面冲击地压风险值，采用弯曲能量指数法、结合矿山实际地质条件计算弯曲能量指数uwqs，通过如下经验公式计算量化弯曲能量指数驱动的冲击地压发生概率wb
16、wb＝0.005uwqs+0.15。
17、基于顶板离层位移信息、锚杆应力信息对岩体冲击风险进行评价时：定义用于描述锚杆失效状态与冲击风险之间关系的锚杆应力计的失效系数指标wf，具体表达式结合历史案例进行修正：
18、
19、由于冲击倾向性煤岩应力的急剧增加是冲击地压灾害发生的根本原因，因此计算应力增速系数指标为
20、
21、其中vf为应力增速系数，f2为t2时刻应力值，f1为t1时刻应力值，t2-t1取1d，基于历史案例数据分析应力增速系数指标驱动的冲击风险值wv的经验表达式为：
22、
23、基于矿山的实际历史案例对数据进行修正；
24、定义变形指数wu，采用变形指数wu量化岩体变形与冲击风险的关系，其中wu的经验计算公式如下所示，结合矿山的实际历史案例数据对变形指数进行修正
25、
26、将综合指数分析法评判得出的风险评价指标wc、量化弯曲能量指数驱动的冲击地压发生概率wb、锚杆应力计的失效系数指标wf、应力增速系数指标驱动的冲击风险值wv及变形指数wu为数据融合依据，以开采工作面为研究对象，确定识别框架：θ＝{r1,r2}，其中r1代表诱发冲击地压灾害，r2代表未诱发冲击地压灾害，基于该识别框架，开展数据融合处理确定最终的冲击风险概率。
27、所述预警云平台用于查询矿压监测设备的类型和运行状态、数据演化趋势及当前特定位置测点的监测值的多源监测数据并进行可视化展示。
28、由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，该方法采用d-s证据理论将基于经验驱动模型、数据驱动模型的冲击风险评价方法相互融合，从而有效规避单指标阈值模型存在的预警信息冲突等问题，并且通过预警云平台实现了灾害预警的集成，降低数据分析的难度，提高数据分析效率，便于用户更加清晰的了解巷道的稳定性状态，便于提高矿山安全管控的质量与效率。
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1.一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：基于矿山地质情况及安全规程要求安装多源力学响应协同感知设备，多源力学响应协同感知设备包括锚杆应力计和顶板离层计，从而采集岩体的应力和位移相关力学响应信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：采用有线或者无线方式将多源力学响应协同感知设备连接到工业互联网中，并配置MQTT和FTP通信协议，将采集到的岩体力学响应数据信息进行数据共享，在预警云平台上设置与MQTT和FTP相匹配的通信协议进行数据接收，利用MySQL数据库将数据信息存储在预警云平台内。
4.根据权利要求3所述的一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：基于综合指数分析法，从地质因素和技术因素两方面对岩体冲击风险进行综合评价：
5.根据权利要求4所述的一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在
6.根据权利要求5所述的一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：将综合指数分析法评判得出的风险评价指标Wc、量化弯曲能量指数驱动的冲击地压发生概率Wb、锚杆应力计的失效系数指标WF、应力增速系数指标驱动的冲击风险值Wv及变形指数Wu为数据融合依据，以开采工作面为研究对象，确定识别框架：Θ＝{R1,R2}，其中R1代表诱发冲击地压灾害，R2代表未诱发冲击地压灾害，基于该识别框架，开展数据融合处理确定最终的冲击风险概率。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种基于D-S证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：所述预警云平台用于查询矿压监测设备的类型和运行状态、数据演化趋势及当前特定位置测点的监测值的多源监测数据并进行可视化展示。
...【技术特征摘要】
1.一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：基于矿山地质情况及安全规程要求安装多源力学响应协同感知设备，多源力学响应协同感知设备包括锚杆应力计和顶板离层计，从而采集岩体的应力和位移相关力学响应信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：采用有线或者无线方式将多源力学响应协同感知设备连接到工业互联网中，并配置mqtt和ftp通信协议，将采集到的岩体力学响应数据信息进行数据共享，在预警云平台上设置与mqtt和ftp相匹配的通信协议进行数据接收，利用mysql数据库将数据信息存储在预警云平台内。
4.根据权利要求3所述的一种基于d-s证据理论的极薄煤层冲击地压风险实时监测方法，其特征在于：基于综合指数分析法，从地质因素和技术因素两方面对岩体冲击风险进行综合评价：
5.根据权利要求4所述的一种基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩国平，朱万成，景树柱，徐晓冬，王禹霏，宋清蔚，李荟，姚文凯，
申请(专利权)人：黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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