[發(fā)明專利]有限數(shù)據(jù)條件下的礦壓時空雙周期預(yù)測方法、裝置及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010700896.X
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112031839B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹希文;徐剛;盧振龍;李正杰;劉前進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工開采研究院有限公司
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44;E21D15/46;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京中強(qiáng)智尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

1.一種有限數(shù)據(jù)條件下的礦壓時空雙周期預(yù)測方法，其特征在于，包括：

獲取綜采工作面的液壓支架載荷數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述液壓支架載荷數(shù)據(jù)，繪制歷史時間段內(nèi)的液壓支架載荷時序曲線，以及循環(huán)未阻力空序曲線，所述歷史時間段為歷史時間點至當(dāng)前時間點之間的時間段；

利用所述液壓支架載荷時序曲線的周期性變化特征，預(yù)測所述綜采工作面在第一未來時間段內(nèi)的第一礦壓；及，

利用所述循環(huán)未阻力空序曲線的周期性變化特征，預(yù)測所述綜采工作面在第二未來時間段內(nèi)的第二礦壓，其中所述第二未來時間段的時長大于所述第一未來時間段的時長；

依據(jù)所述第一礦壓和所述第二礦壓，確定所述綜采工作面的礦壓預(yù)測值；

其中，所述利用所述液壓支架載荷時序曲線的周期性變化特征，預(yù)測所述綜采工作面在第一未來時間段內(nèi)的第一礦壓，包括：

在所述液壓支架載荷時序曲線上，分析液壓支架初撐力特征點、中間拐點和循環(huán)末阻力特征點；

若存在中間拐點，則選取距離當(dāng)前時間點最近的一個中間拐點作為起始點；

若不存在中間拐點，則選取距離當(dāng)前時間點最近的一個液壓支架初撐力特征點作為起始點；

根據(jù)液壓支架載荷時序曲線上是否存在中間拐點，利用不同的擬合函數(shù)對起始點至當(dāng)前時間點內(nèi)的液壓支架載荷時序數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到相關(guān)系數(shù)；

根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)中最大值所對應(yīng)的擬合函數(shù)，建立回歸預(yù)測模型；

利用所述回歸預(yù)測模型，根據(jù)實測的液壓支架載荷進(jìn)行液壓支架載荷時序預(yù)測，得到回歸預(yù)測值作為判定所述第一礦壓的預(yù)測值；

其中，所述利用所述循環(huán)未阻力空序曲線的周期性變化特征，預(yù)測所述綜采工作面在第二未來時間段內(nèi)的第二礦壓，包括：

在所述循環(huán)未阻力空序曲線上，分析周期性峰值點；

提取相鄰周期性峰值點間的曲線作為周期性變化曲線；

采用聚類方法將所述周期性變化曲線劃分為至少一類別；

分析每一類別內(nèi)各數(shù)據(jù)點的幾何平均值、所述幾何平均值與一倍均方差之和、所述幾何平均值與一倍均方差之差；

根據(jù)每一類別內(nèi)各數(shù)據(jù)點的所述幾何平均值、所述幾何平均值與一倍均方差之和、所述幾何平均值與一倍均方差之差，構(gòu)建模板曲線；

將實測循環(huán)末阻力空序曲線與所述模板曲線進(jìn)行匹配，以相似度最高的模板曲線進(jìn)行初步匹配預(yù)測，得到循環(huán)末阻力的三個匹配預(yù)測值，作為判定所述第二礦壓的預(yù)測值；

其中所述三個匹配預(yù)測值包括平均值、上限值、以及下限值，所述平均值對應(yīng)所述幾何平均值，所述上限值對應(yīng)所述幾何平均值與一倍均方差之和，所述下限值對應(yīng)所述幾何平均值與一倍均方差之差；

其中，所述依據(jù)所述第一礦壓和所述第二礦壓，確定所述綜采工作面的礦壓預(yù)測值，包括：

若所述回歸預(yù)測值大于液體支架額定載荷的預(yù)設(shè)倍數(shù)、或小于初撐力值，則所述礦壓預(yù)測值為所述三個匹配預(yù)測值中的平均值；

若所述回歸預(yù)測值大于初撐力值、且小于液體支架額定載荷的預(yù)設(shè)倍數(shù)，則對比所述回歸預(yù)測值分別與所述三個匹配預(yù)測值的相似度，并將相似度最大的匹配預(yù)測值與所述回歸預(yù)測值的平均值，作為所述礦壓預(yù)測值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述液壓支架載荷數(shù)據(jù)，繪制歷史時間段內(nèi)的液壓支架載荷時序曲線，以及循環(huán)未阻力空序曲線，具體包括：

對所述液壓支架載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以時間為橫坐標(biāo)、液壓支架載荷為縱坐標(biāo)，繪制歷史時間段內(nèi)的液壓支架載荷時序曲線；

利用所述液壓支架載荷時序曲線，分析每一時間周期內(nèi)的循環(huán)末阻力；

根據(jù)每一時間周期內(nèi)的循環(huán)末阻力，以推進(jìn)度為橫坐標(biāo)、循環(huán)末阻力為縱坐標(biāo)，繪制所述循環(huán)未阻力空序曲線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1至2任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將實測循環(huán)末阻力的幾何平均值與一倍均方差之和，作為頂板來壓判據(jù)；

若所述綜采工作面的礦壓預(yù)測值大于所述頂板來壓判據(jù)，則判定所述綜采工作面的當(dāng)前移架位置疑似產(chǎn)生頂板來壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至2任一項所述的方法，其特征在于，在判定所述綜采工作面的當(dāng)前移架位置疑似產(chǎn)生頂板來壓之后，則所述方法還包括：

發(fā)送告警信息，用于告警將要出現(xiàn)風(fēng)險。