[发明专利]一种基于实时监测数据的动力灾害模态预警方法

说明书

本发明属于安全生产技术领域，具体涉及一种基于实时监测数据的动力灾害模态预警方法，包括以下步骤：(1)根据已安装的多种实时监测传感器对矿山动力灾害各参数数据进行记录；(2)利用发生动力灾害的前期记录数据序列q(x)作为样本数据，建立一个连续可微的模态函数f(x)以及其上包络线S(x)；(3)根据S(x)与f(x)的相对关系以及实时监测数据的变化率ΔS(x)与f(x)的导数f'(x)的相对关系，计算发生动力灾害的可能性。本申请利用历史数据构造构造一个模态函数，根据矿山动力灾害发展态势的监测显现，实现了对矿山动力灾害进行在线预警和解警。

技术领域

本发明属于安全生产技术领域，具体涉及一种基于实时监测数据的动力灾害模态预警方法。

背景技术

矿山动力灾害，包括冲击地压(岩爆)、煤与瓦斯突出、突水透水等都属于矿山重大灾害，一旦发生这类灾害对矿山的人员生命和财产都将造成重大损失。因此，对矿山动力灾害的超前预测、预报和预警就显得致关重要。

现有技术中，对于煤与瓦斯突出、冲击地压、突水透水等矿山动力灾害，可以通过安装微震监测、地应力检测、电磁辐射监测、声发射监测、瓦斯涌出量监测、涌水量监测、巷道位移监测、锚杆阻力监测、支架阻力监测、顶板离层监测等间接的在线监测系统进行数值监测，但是如何利用这些监测数据对矿山动力灾害进行准确的预测预报和预警解警，目前还没有一个可靠的方法。

但是通过分析实际案例，发现监测数据对矿山动力灾害有普适性的显现特征，因此提供一种基于实施监测数据的动力灾害模态预警方法，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中没有有效方法用于矿山动力灾害预警预报的问题，提供一种基于实时监测数据的动力灾害模态预警方法，根据矿山动力灾害相关监测数据的显现情况，对矿山动力灾害发生的可能性进行判识。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于实时监测数据的动力灾害模态预警方法，包括以下步骤：

(1)根据已安装的多种实时监测传感器对矿山动力灾害各参数数据进行记录；

(2)利用发生动力灾害的前期记录数据序列q(x)作为样本数据，建立一个连续可微的模态函数f(x)，记x_d是f(x)的上峰值点,f_d＝f(x_d),q(x)的上包络线为S(x)；

(3)根据S(x)与f(x)的相对关系以及实时监测数据的变化率ΔS(x)与f(x)的导数f'(x)的相对关系，计算发生动力灾害的可能性。

进一步的，所述步骤(3)包括以下步骤：

(31)根据监测传感器的采样周期或频率，设定计算步长Δx；

(32)对于实时监测数列S(x)，一旦出现某个x和x_m，使得：S(x-Δx)≥f(x_m-Δx)并且则取x₀＝x-Δx,，随后进入预警时段；

(33)随着时间推移至x点(x≥x₀)，按照规则进行在线预警。

进一步的，步骤(33)中的在线预警规则包括无警状态、预警状态和解警状态三种，其中：

(a)当满足f_d＞S(x)≥f(x_m)，并且

取当p≤0.2时，为无警状态，否则进入预警状态；

(b)当满足S(x-2Δx)≥f_d，并且S(x)＜S(x-Δx)＜S(x-2Δx)；

此时参考除监测值外其他动力灾害发生因素，如其他因素倾向于灾害发生，进入预警状态，否则进入解警状态，并返回步骤(32)；