[發(fā)明專利]煤礦綜采工作面支架支護(hù)區(qū)域劃分及精準(zhǔn)支護(hù)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111041028.6
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113914928A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞏師鑫;任懷偉;趙國瑞;杜毅博;杜明;文治國;周杰;韓哲;李帥帥
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工開采研究院有限公司;天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;G06V10/762
• 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)明公開的煤礦綜采工作面支架支護(hù)區(qū)域劃分及精準(zhǔn)支護(hù)方法，涉及煤礦工作面自動化監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。劃分方法包括：根據(jù)實時監(jiān)測得到液壓支架的立柱壓力數(shù)據(jù)和支架號作為聚類分析算法的輸入?yún)⒘浚M(jìn)行聚類分析，得到聚類結(jié)果；聚類結(jié)果中包括聚類類別和各類別的聚類中心；每個聚類類別分別作為工作面支架的一種支護(hù)區(qū)域，得到與聚類類別的個數(shù)相同的初始支護(hù)區(qū)域種類；根據(jù)得到的初始支護(hù)區(qū)域種類，對其中爭議支架進(jìn)行最終區(qū)域確認(rèn)，更新初始支護(hù)區(qū)域種類，得到最終支護(hù)區(qū)域種類。可以改善目前綜采工作面無區(qū)域劃分或區(qū)域劃分不合理而導(dǎo)致的支架支護(hù)效果欠佳的問題，從而提高綜采工作面支架差異化精準(zhǔn)支護(hù)的可實施性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦工作面自動化監(jiān)測與數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦綜采工作面支架支護(hù)區(qū)域劃分及精準(zhǔn)支護(hù)方法。

背景技術(shù)

綜采工作面圍巖穩(wěn)定支護(hù)是煤礦井下安全生產(chǎn)首要條件，液壓支架是完成上述任務(wù)的主要支護(hù)系統(tǒng)。

普通綜采工作面在正常開采的過程中頂板在采空區(qū)進(jìn)行垮落，存在單峰值、周期性礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，而350m以上的超長工作面的液壓支架數(shù)量大幅增加，且圍巖分區(qū)破斷、壓力遷移、沖擊等動態(tài)特性越加明顯。因此，在上述圍巖破斷特征影響下綜采工作面液壓支架群組并非等強(qiáng)支護(hù)，液壓支架所表現(xiàn)出的支護(hù)狀態(tài)也不盡相同。一般情況下，綜采工作面中部峰值壓力處的支架承受動載沖擊概率大、處于增阻階段及安全閥開啟的比例高，頂板下沉量大；綜采工作面兩端支架基本處于初撐力階段、承受偏載力，頂板下沉量小。綜采工作面所有支架參數(shù)相同將導(dǎo)致支架受力不均、工作面支護(hù)效果難以達(dá)到最佳。

針對目前綜采工作面無區(qū)域劃分或區(qū)域劃分不合理而導(dǎo)致的支架支護(hù)效果欠佳的問題，是煤礦安全生產(chǎn)亟需解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種煤礦綜采工作面支架支護(hù)區(qū)域劃分及精準(zhǔn)支護(hù)方法，可以改善目前綜采工作面無區(qū)域劃分或區(qū)域劃分不合理而導(dǎo)致的支架支護(hù)效果欠佳的問題，從而提高綜采工作面支架差異化精準(zhǔn)支護(hù)的可實施性。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種煤礦綜采工作面支架支護(hù)區(qū)域劃分方法，包括以下步驟：

步驟S10、實時監(jiān)測綜采工作面液壓支架的立柱壓力數(shù)據(jù)；

步驟S20、采集多組液壓支架的立柱壓力歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行時間戳和支架號的對應(yīng)處理，得到多個支架相同時間段內(nèi)的多組立柱壓力數(shù)據(jù)；

步驟S30、選取步驟S20中的所述液壓支架的立柱壓力數(shù)據(jù)和支架號作為聚類分析算法的輸入?yún)⒘浚M(jìn)行聚類分析，得到聚類結(jié)果；其中，聚類結(jié)果中包括聚類類別和各類別的聚類中心；

步驟S40、將步驟S30所得到的聚類結(jié)果的每個聚類類別分別作為工作面支架的一種支護(hù)區(qū)域，得到與所述聚類類別的個數(shù)相同的初始支護(hù)區(qū)域種類；所述初始支護(hù)區(qū)域種類中存在爭議待定支護(hù)區(qū)域的支架；

步驟S50：根據(jù)步驟S40所得到的初始支護(hù)區(qū)域種類，對所述爭議待定支護(hù)區(qū)域的支架進(jìn)行最終區(qū)域確認(rèn)，更新所述初始支護(hù)區(qū)域種類，得到最終支護(hù)區(qū)域種類。

可選地，在步驟S50之后，所述方法還包括：步驟S60：根據(jù)步驟S30所得到的各個類別的聚類中心，計算實時采集的各支架的新的立柱壓力數(shù)據(jù)到各個類別中心的空間距離；

根據(jù)計算得到各支架的新的立柱壓力數(shù)據(jù)到各個類別中心的空間距離，實時確定支架所屬的支護(hù)區(qū)域，并動態(tài)更新支架所屬的支護(hù)區(qū)域劃分結(jié)果。

可選地，所述液壓支架包括兩柱式和/或四柱式液壓支架；

當(dāng)所述液壓支架為兩柱式液壓支架時，所述步驟S10及步驟S60中需要實時監(jiān)測所述液壓支架的立柱壓力數(shù)據(jù)為左立柱或右立柱壓力數(shù)據(jù)；