一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法技术

一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，通过使用液压支架工作阻力监测装置、泵站开关监测装置和液压支架阻变指标动态监测系统进行预警；液压支架工作阻力监测装置用于将监测到的工作面液压支架工作阻力及对应时间实时记录并存储；泵站开关监测装置用于将监测到的工作面液压支架注入泵压结束的时间进行记录并存储；液压支架阻变指标动态监测系统用于对接收到的数据进行处理分析，将工作面液压支架注入泵压结束时间对应的液压支架工作阻力值标记为液压支架初撑力，并通过阻变指标值的变化来对工作面顶板来压进行预警。本发明专利技术不但能够对顶板异常来压准确及时预警，还能够对正常周期来压步距实时精确确定。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法
本专利技术涉及一种工作面顶板来压预警方法，尤其是一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法。
技术介绍
工作面顶板来压是煤矿开采中顶板发生断裂时的矿压特征显现，一般情况下，由于液压支架的普遍使用，工作面顶板来压对于煤矿生产的危害已经很小，工作面顶板来压本身不再作为危害处理，而纳入了煤矿生产正常管理范围。但对于特殊矿井而言，工作面顶板来压依然可能带来严重灾害，造成人员伤亡和设备损坏，因此，依然需要对工作面顶板来压进行及时准确的预警，这类矿井一般包括中击地压较为严重的矿井，煤与瓦斯突出较为严重的矿井和基本顶超厚或超硬矿井。但目前预测工作面顶板来压方法主要是两类：(1)观察法，根据工作面顶板来压前工作面煤壁片帮状况和顶板断裂发出的声响频率等来预判工作面顶板来压；(2)液压支架工作阻力监测法，通过监测液压支架工作阻力变化来判断顶板是否来压，实际上这种方法度不属于预测工作面顶板来压，而利用动载系数确定来压强度的方法，即通过实测来压期间的液压支架工作阻力平均值除以非来压期间支架工作阻力平均值来确定来压强度，同样属于事后确认。这两类方法均是定性方法，对于一般工作面顶板来压管理还可以满足要求，但对于特殊要求而言，这种预测完全满足不了要求，反而还可能造成完全错误的预测。综上所述，目前，现有技术中还没有一种可以及时准确预测工作面顶板来压的预警方法。
技术实现思路
为解决目前特殊矿井工作面顶板来压预警准确性差，实时性差的问题，本专利技术提供了一种没看长壁开采工作面顶板来压液压支架阻变特征预警方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，通过使用液压支架工作阻力监测装置、泵站开关监测装置和液压支架阻变指标动态监测系统进行预警；所述液压支架工作阻力监测装置用于将监测到的工作面液压支架工作阻力及对应时间实时记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述泵站开关监测装置用于将监测到的工作面液压支架注入泵压结束的时间进行记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述液压支架阻变指标动态监测系统用于对接收到的数据进行处理分析，将工作面液压支架注入泵压结束时间对应的液压支架工作阻力值标记为液压支架初撑力，并通过阻变指标值的变化来对工作面顶板来压进行预警。所述阻变指标计算公式如下：其中，S为阻变指标，t0为液压支架工作阻力达到初撑力时的时刻，Δt是液压支架工作阻力从达到初撑力到不再剧烈变化所经过的时间，根据矿井具体开采条件进行确定，P(t0)和P(t0+Δt)分别为t0，t0+Δt时刻对应的液压支架工作阻力。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，根据矿井开采实践统计数据初步确定所述阻变指标的预警值S阈，在预警过程中，将监测到的阻变指标值S与所述预警值S阈相比较，如果阻变指标值超过预警值，所述液压支架阻变指标动态监测系统立即发出瞬时撤离矿井警报。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，所述液压支架工作阻力监测装置包括若干液压支架工作阻力记录仪，每间隔一定数量的液压支架安装一个。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，每一个所述液压支架工作阻力记录仪记录得到的数据单独传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统，并经单独分析确定若干个所述阻变指标值，选择最大值作为最终阻变指标值。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，每一个所述液压支架工作阻力记录仪记录得到的数据单独传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统，经进行数值平均后确定出一个阻变指标值。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，在所述液压支架工作阻力达到初撑力后，当监测获得的后一个工作阻力值与前一个工作阻力值差值与后一个工作阻力值之比小于5％时，则认定为工作阻力不再剧烈变化。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，所述泵站开关监测装置包括一个泵站开关记录仪。上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法包括如下步骤：(a)将所述液压支架工作阻力监测装置安装于所述工作面液压支架上，对所述液压支架工作阻力P(t)进行实时监测，将所述泵站开关监测装置安装于所述工作面泵站与所述工作面液压支架连接管路上，对所述泵站泵压进行实时监测，将所述液压支架工作阻力监测装置和所述泵站开关监测装置与所述液压支架阻变指标动态监测系统连接；(b)通过所述液压支架阻变指标动态监测系统设定初步阻变指标预警值；(c)在所述液压支架移架并接顶后，通过所述泵站开关监测装置和所述液压支架工作阻力监测装置确定所述液压支架工作阻力达到初撑力时的时刻t0和数值P(t0)；(d)通过所述液压支架阻变指标动态监测系统计算获得每一次移架产生的阻变指标值S，并实时与预警值S阈进行比较，当S＞＝S阈时，所述液压支架阻变指标动态监测系统发出瞬时撤离矿井警报。在上述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法中，通过所述液压支架阻变指标动态监测系统计算获得每一次移架产生的阻变指标值S，并根据所记录的时间绘制出S-t曲线，当S变化幅度达到50％时，由所述液压支架阻变指标动态监测系统记录综采工作面开采距离和时间，并对相邻两次记录数据进行分析计算，获得综采工作面周期来压步距。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：①本专利技术提供的一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，由于采用更能准确反映顶板来压应力特征的阻变指标值来判断顶板来压，并且通过泵站开关关闭来精确液压支架工作阻力达到初撑力时刻依靠来精确确认，达到初撑力后的阻力变化速率能够被准确获得，进而能实时获取来压状态，因此，本专利技术能够更为准确、及时的预测顶板来压，从而能够对异常来压瞬时发出撤离矿井警报，最大程度的保证井下工作人员在顶板来压时的生命安全。②本专利技术提供的一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，所需要的设备仪器仅包括液压支架阻变指标动态监测系统、液压支架工作阻力监测装置和泵站开关监测装置三种，因此，本专利技术不会给矿井生产增加明显的成本。③本专利技术提供的一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，由于在预警中准确实时监测了综采工作面每一次顶板来压，并准确计算了周期来压步距，因此，本专利技术可以精确判断综采工作面末采期间顶板来压情况，有效防止顶板来压对综采工作面搬家的不利影响，避免人员伤亡和设备损坏事故的发生，对工作面生产指导意义更大。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一所述煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，通过使用液压支架工作阻力监测装置、泵站开关监测装置和液压支架阻变指标动态监测系统进行预警；所述液压支架工作阻力监测装置用于将监测到的工作面液压支架工作阻力及对应时间实时记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述泵站开关监测装置用于将监测到的工作面液压支架注入泵压结束的时间进行记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述液压支架阻变指标动态监测系统用于对接收到的数据进行处理分析，将工作面液压支架注入泵压结束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，其特征在于：通过使用液压支架工作阻力监测装置、泵站开关监测装置和液压支架阻变指标动态监测系统进行预警；所述液压支架工作阻力监测装置用于将监测到的工作面液压支架工作阻力及对应时间实时记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述泵站开关监测装置用于将监测到的工作面液压支架注入泵压结束的时间进行记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述液压支架阻变指标动态监测系统用于对接收到的数据进行处理分析，将工作面液压支架注入泵压结束时间对应的液压支架工作阻力值标记为液压支架初撑力，并通过阻变指标值的变化来对工作面顶板来压进行预警。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，其特征在于：通过使用液压支架工作阻力监测装置、泵站开关监测装置和液压支架阻变指标动态监测系统进行预警；所述液压支架工作阻力监测装置用于将监测到的工作面液压支架工作阻力及对应时间实时记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述泵站开关监测装置用于将监测到的工作面液压支架注入泵压结束的时间进行记录并存储，并能够将所存储数据传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统；所述液压支架阻变指标动态监测系统用于对接收到的数据进行处理分析，将工作面液压支架注入泵压结束时间对应的液压支架工作阻力值标记为液压支架初撑力，并通过阻变指标值的变化来对工作面顶板来压进行预警。2.根据权利要求1所述的煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，其特征在于：根据矿井开采实践统计数据初步确定所述阻变指标的预警值S阈，在预警过程中，将监测到的阻变指标值S与所述预警值S阈相比较，如果阻变指标值超过预警值，所述液压支架阻变指标动态监测系统立即发出瞬时撤离矿井警报。3.根据权利要求1或2所述的煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，其特征在于：所述液压支架工作阻力监测装置包括若干液压支架工作阻力记录仪，每间隔一定数量的液压支架安装一个。4.根据权利要求3所述的煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，其特征在于：每一个所述液压支架工作阻力记录仪记录得到的数据单独传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统，并经单独分析确定若干个所述阻变指标值，选择最大值作为最终阻变指标值。5.根据权利要求3所述的煤矿长壁开采顶板来压液压支架阻变特征预警方法，其特征在于：每一个所述液压支架工作阻力记录仪记录得到的数据单独传输给所述液压支架阻变指标动态监测系统，经进行数值平...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏立科，李宏杰，张彬，李文，毕忠伟，黎灵，李少刚，王寅，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11