[發明專利]基于正態分布檢驗辨識瓦斯涌出異常的瓦斯災害預警方法

有效

• 申請號: 201710290904.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106894841B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 秦洪巖;穆永亮;楊艷國;高仙;范楠;付玉斌;劉飛宇
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 胡曉男

本發明提供一種基于正態分布檢驗辨識瓦斯涌出異常的瓦斯災害預警方法，包括：從煤礦安全生產監測監控系統中獲得煤礦掘進工作面瓦斯濃度的時間序列；對煤礦掘進工作面瓦斯濃度的時間序列進行Lilliefors正態分布檢驗和Shapiro?Wilk正態分布檢驗；判斷瓦斯濃度的時間序列是否服從正態分布：是，則當前時刻煤礦掘進工作面瓦斯涌出處于正常階段，取下一時刻更新后瓦斯濃度的時間序列進行正態分布檢驗；否則當前時刻煤礦掘進工作面瓦斯涌出處于異常階段，進一步判定煤礦掘進工作面瓦斯涌出是否已進入異常階段。本發明對事前危險狀態進行實時監控，發現工作面瓦斯涌出的異常點，以此發出預警信息，有利于瓦斯事故預防和控制。

技術領域

本發明涉及煤礦掘進工作面瓦斯災害的預警領域，特別涉及一種基于正態分布檢驗辨識瓦斯涌出異常的瓦斯災害預警方法。

背景技術

《煤礦安全規程》規定，高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯突出礦井，都應裝備煤礦安全生產監測監控系統。但目前的瓦斯災害預警方法側重于實時的超限判斷和指標型預警，屬于事后評估和預警，當被測地點瓦斯濃度超過規定濃度時，進行斷電、報警，而缺乏對預測前后瓦斯濃度數據的有效分析。就已發生瓦斯災害的事故來看，有些事故發生前，瓦斯濃度一直在規定的濃度范圍內。因此，研究瓦斯監測數據本身的特征，辨識瓦斯濃度異常點(瓦斯濃度過高或者過低的點)，進而確定工作面前方應力、瓦斯壓力和強度等一些影響工作面瓦斯濃度的因素發生著變化，以此發出預警信息，勢必能為礦井瓦斯災害的風險預警提供有效的輔助手段。

發明內容

針對現有技術側重于實時的超限判斷和指標型預警的不足，本發明提出了基于正態分布檢驗辨識瓦斯涌出異常的瓦斯災害預警方法，可廣泛應用于煤礦瓦斯災害的預測預警中。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

基于正態分布檢驗辨識瓦斯涌出異常的瓦斯災害預警方法，包括：

步驟1、從煤礦安全生產監測監控系統中獲得煤礦掘進工作面瓦斯濃度的時間序列X_(t){x_t，t＝1，2，…，n}，其時間序列長度為T₀＝n，t表示采樣時刻，x_t表示t時刻的瓦斯濃度；

步驟2、對煤礦掘進工作面瓦斯濃度的時間序列X_(t)進行Lilliefors正態分布檢驗；

步驟3、對煤礦掘進工作面瓦斯濃度的時間序列X_(t)進行Shapiro-Wilk正態分布檢驗；

步驟4、經過Lilliefors正態分布檢驗和Shapiro-Wilk正態分布檢驗，判斷瓦斯濃度的時間序列X_(t)是否服從正態分布：是，則當前t＝s時刻煤礦掘進工作面瓦斯涌出處于正常階段，取下一時刻更新后瓦斯濃度的時間序列X_(s+1)，執行步驟2至步驟4；否，則當前t＝s時刻煤礦掘進工作面瓦斯涌出處于異常階段，執行步驟5；

步驟5、取下一時刻的瓦斯濃度的時間序列X_(s+1)，執行步驟2至步驟4，若該瓦斯濃度的時間序列X_(s+1)服從正態分布，則繼續取下一時刻瓦斯濃度的時間序列X_(s+2)執行步驟2至步驟4；若該瓦斯濃度的時間序列X_(s+1)仍不服從正態分布，則判定煤礦掘進工作面瓦斯涌出已進入異常階段，即瓦斯涌出異常時刻處于t＝s-1時刻和t＝s時刻之間，在t＝s時刻掘進工作面已進入瓦斯涌出異常階段，即t＝s時刻是瓦斯涌出異常開始點。

所述步驟2包括：