【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿顶板监测，具体提供一种利用空间信息分析周期来压的方法。
技术介绍
1、在采煤工作面回采过程中随着工作面的向前推进，断裂带的岩石在自重和上覆岩石的压力作用下开始发生破裂，断裂带中岩石裂隙越来越大，越来越多，逐步变得破碎不堪，随着推进老顶悬臂越来越大，当其超过老顶的强度极限时，开始折断垮落。这种随工作面推进，老顶悬臂周期性折断出现的压力变化就是周期来压。在周期来压期间容易造成工作面大冒顶事故的发生，持续的压力变化可能导致矿井支护结构（如支柱、巷道支护）受损，降低支护系统的稳定性和有效性，进一步影响工作面施工人员和煤矿的安全生产，因此进行分析周期来压规律和来压预测，可为煤矿的安全管理提供有力的数据支持。
2、目前，市面上有很多判定周期来压的方法，使用较多的是通过支架工作阻力、时间等指标计算来压步距，但是通过分析监测数据，回采工作面的来压并不是均匀来压的，且周期来压与工作面的进尺推进有很大关系，因此单纯利用工作阻力、来压时间分析会与实际存在误差；另外工作面来压判据的计算方式多是以平均工作阻力、末阻力为数据样本，以平均值加均方差为判断标准，此种计算方式适合处于正常工作状态下的支架，但当支架阻力过大，安全阀频繁开启情况出现时，平均值加均方差得出的判据过大，此时再通过平均值加均方差就很难判断周期来压了；另外会存在工作面长时间停采支架未撤离时也会导致支架阻力的持续上升的特殊情况，仅通过工作阻力无法判断为周期来压。
技术实现思路
1、因此，本专利技术提供一种利用空间信息
2、本专利技术提供一种利用空间信息分析周期来压的方法，所述方法通过分析支架空间压力与进尺的关系，刨除落架和升架过程中的无效数据，确认真正的来压周期、来压步距；
3、根据进尺与支架空间压力的对应关系的分析结果，对未来工作面来压规律进行预测，包括下一次的来压地点及持续距离、压力，为保障回采工作的安全提供指导。
4、更进一步的，所述方法包括以下步骤：
5、s1获取查询时间内当前工作面各支架的监测压力数据及数据采集时间；
6、s2 获取查询时间内当前工作面的进尺数据及进尺录入时间；
7、s3 根据上述步骤以时间为媒介得到进尺与支架空间压力的对应曲线图；
8、s4 根据查询时间段确认每个采煤工作循环和推进进尺，每个采煤工作循环都刨除落架和升架的压力数据，以及工作面长时间停采进尺无增长但空间压力持续升高的数据；
9、s5 对各个支架每个工作循环的空间压力进行求平均，得到工作循环内的平均空间压力，进而得到各支架在查询时间段内的来压判据；
10、s6 确定每个采煤工作循环的空间压力，根据来压判据，进而确认当前工作面的来压点位；
11、s7 根据支架分区信息和距离加权数据，统计各支架空间压力特征的均值，集合所有支架空间压力与所处的推进进尺，当同时来压支架占比超过一定比例时，将相邻过近区域进行连接，判定为一个来压区域；
12、s8 根据来压数据和进尺，计算每个来压步距和平均来压步距；
13、s9 根据来压步距方差、来压次数、查询时间段内的进尺、动载系数，利用均值进行下一次明显来压的预测，预测下次来压的地点、来压持续距离及压力值。
14、更进一步的，所述步骤s3中，进尺与支架空间压力对应关系的计算过程为：
15、由公式f=f(t)、x=x(t)得到t=t(x)，最终得到空间压力与进尺的关系f=f(t(x))；
16、其中，f=f(t)为支架空间压力与数据采集时间的关系，x=x(t)为当前工作面的进尺数据及进尺录入时间的关系，解出时间作为进尺的函数，得到进尺与空间压力的关系，如图1所示。
17、更进一步的，所述步骤s4中，刨除落架和升架的压力数据的方式为：
18、获取每个工作循环中最大的空间压力值设为f，一个循环结束后的获取的空间压力第一个压力数据为初撑力，设为k；
19、在f-k区间的空间压力数据集中，筛选去掉fi<f的数据；
20、获取当前进尺数据设为l，若l连续多天无变化，fi持续增长，对l后的fi去除；
21、其中，f、k的值不是固定的，取决于每个工作循环中空间压力数据大小，fi为工作循环i时刻的空间压力值，设置阈值f、k的目的是除去在采煤移架过程中人为将阻力下降产生的异常顶板压力监测数据；
22、一般进尺数据每天更新，连续长时间无变化，空间压力持续升高，则视为异常监测数据。
23、更进一步的，所述步骤s5中，来压判据的计算公式为：
24、，
25、其中， 表示查询时间段内空间压力的均方差，ft为第 t个采样点的采集压力，表示空间压力的平均值；m表示判据比例，可根据实际情况进行调整，默认100%；q为均方差系数；
26、q的计算方式：小于空间压力平均值的数据长度与大于空间压力平均值的数据长度的比值；
27、计算依据的公式：，
28、 p计算依据的公式：，
29、其中fn表示每个工作循环去除升架、落架过程数据后第1～n个采样点的空间压力；
30、q的计算方式：，
31、即小于空间压力平均值的数据长度与大于空间压力平均值的数据长度的比值，其中fi为第 i个采样点的采集压力。
32、更进一步的，所述步骤s6中，所述来压点位的确认方法如下：
33、以查询时间段内的推进进尺为横坐标，支架空间压力为纵坐标，当工作循环中的空间压力>来压判断判据时，记为周期来压点；
34、另外当周期来压点不明显时，在系统中可以调整来压判据的比例，使周期来压点重新计算分布。
35、更进一步的，所述步骤s7中，所述来压区域的判定过程包括：
36、1）首先将同一区域的支架归为一类；
37、2）判断各支架单次来压开始和结束位置；
38、3）计算该进尺区间的来压支架个数与该区域的总支架个数的比值，若比值大于设定值（默认33%，可动态调整），则为一次区域来压。
39、其中，区域内不同支架的同一进尺距离内在来压周期内的判定过程为：
40、a、获取该区域内所有支架和所有周期支架间有来压数据的交集；
41、交集的判断如下：
42、 l i表示1～i个进尺范围， f m表示每个进尺范围1～m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述方法通过分析支架空间压力与进尺的关系，刨除落架和升架过程中的无效数据，确认真正的来压周期、来压步距；
2.根据权利要求1所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤S3中，进尺与支架空间压力对应关系的计算过程为：
4.根据权利要求3所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤S4中，刨除落架和升架的压力数据的方式为：
5.根据权利要求4所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤S5中，来压判据的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述来压点位的确认方法如下：
7.根据权利要求6所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述来压区域的判定过程包括：
8.根据权利要求7所述的一种利用空间信息分析周期来压的
9.根据权利要求8所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤S9中，下次来压的预测方法通过来压次数和来压步距长度的离散情况判断是否为明显来压，其中：
10.根据权利要求9所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述方法通过计算平均来压强度，即区域内每次来压的空间压力之和/总次数，预测下次来压的位置为当前进尺加上平均来压步距，来压强度为平均来压强度，来压持续距离为平均来压步距。
...【技术特征摘要】
1.一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述方法通过分析支架空间压力与进尺的关系，刨除落架和升架过程中的无效数据，确认真正的来压周期、来压步距；
2.根据权利要求1所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤s3中，进尺与支架空间压力对应关系的计算过程为：
4.根据权利要求3所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤s4中，刨除落架和升架的压力数据的方式为：
5.根据权利要求4所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤s5中，来压判据的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的一种利用空间信息分析周期来压的方法，其特征在于，所述步骤s6中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李光明，郑志超，李萧辰，吴龙辉，潘山，王加雨，张雨，孔超，高传名，花青青，
申请(专利权)人：山东科岳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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