[發明專利]一種基于時間加權的礦山壓力數據處理系統及方法

在審

• 申請號: 201710232724.2
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106997334A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 南存全;閆旭銳;趙金輝;丁維波;王禮江
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F9/44;G06F21/62
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于礦山壓力監測技術領域，具體涉及一種基于時間加權的礦山壓力數據處理系統及方法。

背景技術

工作面現場礦山壓力監測是分析礦山壓力規律常用的實踐手段。但是由于地層條件限制，采面所處位置有較大差異，給工作面來壓大小和來壓位置帶來高度的不確定性，造成來壓步距的不一致，致使礦壓規律分析難度加大。目前，礦壓監測系統只能提供礦壓監測曲線，來壓規律不能實現程序的自動化分析，且礦山壓力監測數據量極大，每個支架需要獲取數萬個數據，人工分析不僅工作量大，而且準確率和效率非常低。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種基于時間加權的礦山壓力數據處理系統及方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于時間加權的礦山壓力數據處理系統，包括：

登陸模塊、數據存儲模塊、數據分割模塊、數據分析模塊和數據輸出模塊；

所述登陸模塊，用于獲取用戶登錄名和登錄密碼，并判斷用戶登錄名和登錄密碼是否匹配，是，向數據存儲模塊發送登陸成功消息，否則，提示用戶登錄失敗。

所述數據存儲模塊，用于接收登陸成功消息，并將存儲的礦山壓力數據發送給數據分割模塊，將礦山數據即礦山開切眼寬度、采煤機滾筒截深、連續來壓循環數和支架額定工作阻力發送給數據分析模塊。

所述數據分割模塊，用于依次讀取礦山壓力數據，計算礦山壓力數據兩兩間斜率，根據斜率及壓力大小，將礦山壓力數據分割為滿足條件1的多個小區間，所述條件1為：a₀～a_n+1為礦山壓力數據，本區間上一區間倒數第二個壓力數據為a₀，本區間下一區間第二個壓力數據為a_n+1，滿足a₁≤50kN，a₀與a₁間斜率K₀¹≤-100，a₁與a₂間斜率K₁²≥100，a_n≤50kN，a_n-1與a_n間斜率K_n-1ⁿ≤-100，a_n與a_n+1間斜率K_nⁿ⁺¹≥100；將分割得到的多個小區間中存在極大值大于等于5000kN的小區間作為生產區間，其他小區間作為非生產區間；依次判斷各生產區間是否存在極大值大于等于11000kN，是，將該生產區間作為疑似來壓區間，否則，將該生產區間作為非來壓小區間，并將非生產區間作為非來壓小區間；判斷是否有連續的個疑似來壓區間，有，將連續疑似來壓區間作為連續來壓小區間，非連續疑似來壓區間作為非來壓小區間；從礦山壓力數據中提取支架工作阻力，計算連續來壓小區間的支架工作阻力的平均值計算支架工作阻力平均值的均方差σ_p；判斷是否成立，是，連續來壓小區間為來壓區間，否則，連續來壓小區間為非來壓小區間，以時間為判據分別匯總并保存來壓區間及非來壓小區間，其中，P_max為支架額定工作阻力；將來壓區間和非來壓小區間作為目標數據發送給數據分析模塊。

所述從礦山壓力數據中提取支架工作阻力的方法為：來壓小區間的支架工作阻力為來壓小區間內大于等于支架額定工作阻力且在10個采樣點范圍內斜率變化小于閾值的礦山壓力數據；非來壓小區間的支架工作阻力為非來壓小區間后端10個采樣點范圍內斜率變化小于閾值的礦山壓力數據。

所述數據分析模塊，用于接收目標數據和礦山數據，并根據目標數據、礦山開切眼寬度、采煤機滾筒截深和連續來壓循環數分別計算初次來壓步距、周期來壓步距、初次來壓強度、周期來壓強度、支架初撐力均值、支架工作阻力均值、支架時間加權平均工作阻力、支架初撐力區間分布頻率、支架工作阻力區間分布頻率和支架時間加權工作阻力區間分布頻率，將計算結果發送給數據輸出模塊。

所述支架時間加權平均工作阻力采用如下公式計算：

其中：為支架間時間加權平均工作阻力，kN；

為第m個支架工作阻力，kN，

M為支架工作阻力記錄總數，t_m為第m個支架工作阻力采樣時間，m＝1，2，…，M。

所述支架時間加權工作阻力區間分布頻率采用如下方法計算：