[發(fā)明專利]一種煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)多參量集成綜合預(yù)警方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911047938.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN110779574B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何學(xué)秋;宋大釗;何生全;李振雷;薛雅榮;王安虎;牟宏偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué);中安安全工程研究院
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G08B21/10;G08B31/00;G06N3/12;G06Q50/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)多參量集成綜合預(yù)警方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取多個(gè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)挖掘出各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中能反映煤巖動(dòng)力災(zāi)害前兆信息的多元特征參量；基于多元特征參量，篩選出每一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中預(yù)警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優(yōu)臨界值；基于各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優(yōu)臨界值，計(jì)算出每一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合預(yù)警指數(shù)和預(yù)警效能；基于各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合預(yù)警指數(shù)和預(yù)警效能，計(jì)算出煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)綜合預(yù)警結(jié)果。本發(fā)明將多個(gè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高了預(yù)警準(zhǔn)確率并剔除了主觀因素的影響，可為礦山災(zāi)害防治工作的開展起到一定指導(dǎo)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)多參量集成綜合預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤巖動(dòng)力災(zāi)害是煤礦主要的災(zāi)害類型之一，其破壞性大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致井巷閉合，大量煤巖體噴出，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。由于煤炭長(zhǎng)期開采，現(xiàn)階段大多數(shù)礦井已進(jìn)入深部開采，伴隨而來的是煤巖動(dòng)力災(zāi)害頻次、強(qiáng)度和破壞程度均呈上升趨勢(shì)。煤巖動(dòng)力災(zāi)害成因復(fù)雜多變，給監(jiān)測(cè)預(yù)警和防治帶來挑戰(zhàn)。因此，準(zhǔn)確高效的監(jiān)測(cè)預(yù)警方法成為煤礦提前了解災(zāi)害危險(xiǎn)，采取防治措施，確保安全生產(chǎn)的主要方法。

目前，礦山中對(duì)于煤巖動(dòng)力災(zāi)害的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段主要包括微震監(jiān)測(cè)、地音監(jiān)測(cè)、支架應(yīng)力監(jiān)測(cè)和電磁輻射監(jiān)測(cè)等，其中微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)低頻高能事件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)高尺度煤巖斷裂的時(shí)序監(jiān)測(cè)和對(duì)破裂源的空間定位，用于大范圍區(qū)域監(jiān)測(cè)；地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)高頻低能事件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)低尺度煤巖體微破裂的局部監(jiān)測(cè)，傳感器監(jiān)測(cè)范圍達(dá)30m左右；支架應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)采場(chǎng)頂板來壓情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；電磁輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)煤巖體內(nèi)部應(yīng)力集中狀況和破裂進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)范圍達(dá)20m。然而，由于各種裝備在監(jiān)測(cè)原理、監(jiān)測(cè)方式和監(jiān)測(cè)范圍等方面存在差異，上述多種監(jiān)測(cè)裝備一般各自為政、多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)警結(jié)果可能不一致，導(dǎo)致儀器裝備使用效率不高，甚至產(chǎn)生漏報(bào)、誤報(bào)。同時(shí)，由于缺乏對(duì)各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深入挖掘，預(yù)警準(zhǔn)確率較低，嚴(yán)重影響井下安全生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明提供一種煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)多參量集成綜合預(yù)警方法及系統(tǒng)，對(duì)各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘分析，并將得到的監(jiān)測(cè)預(yù)警信息進(jìn)行有機(jī)融合，構(gòu)建多系統(tǒng)多參量綜合集成監(jiān)測(cè)預(yù)警模型，形成預(yù)警準(zhǔn)則統(tǒng)一、預(yù)警指標(biāo)統(tǒng)一、預(yù)警臨界值統(tǒng)一的綜合集成高可靠性預(yù)警方法，提高對(duì)煤巖動(dòng)力災(zāi)害危險(xiǎn)的預(yù)警精度，減少漏報(bào)、誤報(bào)次數(shù)，為礦井災(zāi)害防治工作的開展起到一定指導(dǎo)作用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)多參量集成綜合預(yù)警方法，所述煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)多參量集成綜合預(yù)警方法包括：

獲取多個(gè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，基于所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)挖掘出各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中能反映煤巖動(dòng)力災(zāi)害前兆信息的多元特征參量；

基于所述多元特征參量，篩選出每一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中預(yù)警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優(yōu)臨界值；

基于各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警效能最高的特征參量組合及其中各特征參量的最優(yōu)臨界值，計(jì)算出每一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合預(yù)警指數(shù)和預(yù)警效能；

基于各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合預(yù)警指數(shù)和預(yù)警效能，計(jì)算出煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)綜合預(yù)警結(jié)果。

進(jìn)一步地，在計(jì)算出煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)綜合預(yù)警結(jié)果后，所述方法還包括：將所述煤巖動(dòng)力災(zāi)害多系統(tǒng)綜合預(yù)警結(jié)果與煤巖動(dòng)力災(zāi)害分級(jí)預(yù)警評(píng)判準(zhǔn)則相對(duì)比，確定動(dòng)力災(zāi)害危險(xiǎn)級(jí)別。

可選地，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和便攜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；其中，所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和液壓支架監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

可選地，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集得到的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和所述便攜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集得到的離散監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。