[發明專利]基于Hopfield神經網絡的砌體梁變形監測系統及監測預警方法

有效

• 申請號: 201711425120.6
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108194143B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 黃克軍;種陽;金聲堯;李亮;趙萌燁;劉文靜;郭峰;廖敬龍;吳學明
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G06N3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于Hopfield神經網絡的砌體梁變形監測系統及監測預警方法，包括設置在巷道內每一處監測點的光柵光纖傳感器和設置在井上且通過井下監測系統平臺與光柵光纖傳感器通信連接的光纖光柵解調儀，光纖光柵解調儀的信號輸出端連接有Hopfield神經網絡處理系統，Hopfield神經網絡處理系統與存儲搜索服務器信息交互；采用本發明所述系統及方法，多點和多參數監測，集合光柵光纖傳感器收集數據，采用礦用光纖進行傳輸，抗電磁干擾能力強，運行穩定，基于Hopfield神經網絡處理系統處理數據并共享操作數據平臺，不僅能夠優化參數，還能根據井下巷道變形情況來調整預警報警閾值，極大地提高了監測系統的效能。

技術領域

本發明屬于數據監測技術領域，涉及一種井下巷道變形監測系統，具體涉及基于Hopfield神經網絡的砌體梁變形監測系統及監測預警方法。

背景技術

近些年來，隨著采煤技術的不斷革新，井巷掘進速度也不斷提高，在巖土工程、隧道工程、邊坡工程以及煤礦工程中對于安全的考慮成為重中之重，伴隨著采煤深度的不斷增大，巷道內的礦山壓力造成的各種地質災害也頻頻發生，諸如砌體梁的破壞導致頂板三角塊區域的變形，關鍵層煤體過硬致巖體中賦存大量原巖應力，開采中釋放導致巖爆和煤爆，巷幫以及頂板垮落帶來巨大的巷道維修工作，這些都增加了巷道的輔修成本，同時還帶來很多的安全隱患。為此要建立一個長效的砌體梁變形監測系統，有效地減小和預防巷道變形破壞帶來的安全事故的發生，但是，目前井下監測系統所采用的設計軟件都只能簡單的統計監測數據，造成大量數據堆積在服務器，對于支護參數的優化往往是統計的大量數據根據人工傳統經驗再進行修改，這樣往往將一些不重要的數據考慮到修改范圍內，效率大大降低。統計的大量數據還會造成參數修改無法精細化，數據之間沒有任何關聯性，降低了預測預警的可能性，使井下監測系統的功效大大降低。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種基于Hopfield神經網絡的砌體梁變形監測系統及監測預警方法，預警巖體變形造成巷道破壞，實時優化統計支護參數。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：基于Hopfield神經網絡的砌體梁變形監測系統，包括設置在巷道內每一處監測點的光柵光纖傳感器和設置在井上且通過井下監測系統平臺與光柵光纖傳感器通信連接的光纖光柵解調儀，光纖光柵解調儀的信號輸出端連接有Hopfield神經網絡處理系統，Hopfield神經網絡處理系統與存儲搜索服務器信息交互，其中：

光柵光纖傳感器用于采集應力監測點的數據并傳送至井下監測系統平臺；井下監測系統平臺用于收集光柵光纖傳感器傳來的數據并將其傳輸至井上的光纖光柵解調儀；光纖光柵解調儀用于接收井下監測系統平臺傳輸的數據，并對接收到的數據進行解調后傳輸至Hopfield神經網絡處理系統；Hopfield神經網絡處理系統用于對光纖光柵解調儀解調后的數據進行分類并編組，設置預警報警閾值；存儲搜索服務器用于儲存經過Hopfield神經網絡處理和分析之后的數據。

還包括與Hopfield神經網絡處理系統和存儲搜索服務器進行數據交互的煤礦客戶端。

光柵光纖傳感器、井下監測系統平臺、光纖光柵解調儀、Hopfield神經網絡處理系統、存儲搜索服務器和煤礦客戶端之間均通過礦用光纖進行信號傳輸。

光柵光纖傳感器包括光纖光柵鉆孔應力傳感器、光纖光柵錨桿應力傳感器、光纖光柵錨索應力傳感器和光纖光柵離層傳感器，且每個傳感器均通過獨立的通訊頻道與井下監測系統平臺進行信號傳輸，井下監測系統平臺設置有與光柵光纖傳感器一一對應的接收器。

光纖光柵鉆孔應力傳感器設置在工作面兩端巷道超前煤體中；

光纖光柵離層監測傳感器設置在錨桿支護巷道頂板巖體內；

光纖光柵錨索應力傳感器和光纖光柵錨桿應力傳感器均布置在巷道頂板巖體內。