[发明专利]一种煤矿突水灾害预警的辅助方法

说明书

本发明提供一种煤矿突水灾害预警的辅助方法，包括如下步骤：建立重点监测区域的评价指标体系，将研究区内任一点连续性评价指标的数据通过克里格插值计算，得到研究区内空间评价点的连续性评价指标数据；通过危险性指数将非连续评价指标转化为连续性评价指标；通过评价指标的统计算法，得出至少一个评价指标；将所述至少一个评价指标输入ANN设计的BP人工神经网络模型，输出各个空间评价点的危险性因数，确定重点监测区域。本发明提供的煤矿突水灾害预警的辅助方法能够对煤矿突水预警监测区域进行等级评价，圈定重点监测位置，优化预警系统的现场布置，提高预警系统的预警能力和预警准确率。

技术领域

本发明属于煤矿突水灾害预警技术领域，具体涉及一种煤矿突水灾害预警的辅助方法。

背景技术

煤矿突水是煤矿五大灾害之一，常常造成重大的财产损失和人员伤亡，已经成为制约煤矿安全生产的重要影响因素。快速准确地预测突水，是煤矿安全生产的保障，对其进行准确预测预报与评价具有十分重要的理论指导意义和实用价值。

为减少煤矿水害的发生，现有技术中存在多种煤矿突水灾害预警方法，例如利用摄影法和水质监测法进行海下采煤突水灾害预警、通过水质监测传感器对煤矿突水灾害进行化学预警、基于煤层底板递进导升突水机理、陷落柱突水机理、老塘突水机理的煤矿突水灾害预警技术，可实现煤矿突水灾害标准判别和预警级别确定、以及基于划分突水模式和突水灾害发生的监测预警指标体系，进行全面监测的预警监测布置和信息获取的煤矿突水灾害预警方法。上述煤矿突水灾害预警方法，在监测预警指标方面，目前已经实现了水温、水压、应力、应变、隔水层电阻率、声发射、水化学离子等指标的实时监测，煤矿突水灾害预警方法逐渐成熟，预警准确率日趋提高。

然而煤矿突水是一个多因素、非线性的空间问题，煤矿突水预测涉及到水文地质、岩石力学、开采条件等诸多因素，各因素间有复杂的非线性关系，预测突水点位置难度较大。现有技术中的煤矿突水灾害预警方法往往数据前处理复杂、建模精度要求高、建模效果不理想，常常由于没有监测到突水发生的前兆信息、出现监测位置和实际突水位置不同，而致使预警失败。因此如何提供一种煤矿突水灾害预警的辅助方法，预测潜在突水区域、确定煤矿突水灾害预警的重点监测区域至关重要，是目前煤矿突水灾害预警中亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于针对上述背景技术中的缺陷和不足，提供一种煤矿突水灾害预警的辅助方法，能够对煤矿突水预警监测区域进行等级评价，为煤矿突水灾害预警系统圈定重点监测区域，优化预警系统电极和传感器等的现场布置，提高预警系统的预警能力和预警准确率。同时该煤矿突水灾害预警的辅助方法，实施成本较低、操作方便，便于大规模生产应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种煤矿突水灾害预警的辅助方法，包括如下步骤：

(1)建立煤矿突水灾害预警系统的重点监测区域的评价指标体系，所述评价指标体系包括连续性评价指标和非连续性评价指标；

(2)将研究区内任一点连续性评价指标的数据通过克里格插值计算，得到研究区内空间评价点的连续性评价指标的数据，实现连续性评价指标的量化；

(3)通过危险性指数将非连续评价指标转化为连续性评价指标，所述危险性指数的计算公式为式(1)：

式(1)中：K为空间评价点的危险性指数，L为安全煤岩柱长度，d为空间评价点至各评价指标的空间距离；

(4)设计连续性评价指标和非连续性评价指标源数据的数据结构，生成研究区内各个空间评价点的基础数据文件；通过评价指标的统计算法，得出各个空间评价点所述连续性评价指标和非连续性评价指标中的至少一个评价指标；将所述至少一个评价指标输入ANN设计的BP人工神经网络模型，输出各个空间评价点的危险性因数，确定重点监测区域。