[发明专利]一种综采液压支架载荷的分段预测方法

说明书

本发明公开了一种综采液压支架载荷的分段预测方法，包括：采集一段时间内的综采工作面液压支架的工作参数；根据工作参数绘制液压支架载荷与时间的关系曲线，并根据此关系曲线分析每一采煤循环、以及每一采煤循环所对应的初撑力和循环末阻力；对每一采煤循环所对应的液压支架载荷与时间的关系曲线进行拟合分析后，构建采煤循环支架载荷随时间变化的样条曲线；以样条曲线为数据建立数据拟合窗口，将实时监测到的支架载荷数据与数据拟合窗口内的数据进行拟合对比，实时计算液压支架载荷增加速度，进而对液压支架载荷进行预测。本发明不但是一种准确、可靠的液压支架载荷预测方法，而且还能实现矿压短期预测。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种综采液压支架载荷的分段预测方法。

背景技术

液压支架载荷是综采工作面覆岩运动的直接体现。在煤层开采后，综采工作面顶板发生周期性破断，破断岩块相互铰接形成暂时稳定的结构，承担部分上覆岩层载荷。当该结构失稳后，由于承载能力降低，导致液压支架载荷迅速增加，引发上覆岩层裂隙进一步向上方扩展，并成为顶板水和瓦斯的涌出通道。因此，液压支架载荷的异常变化是煤矿顶板、水以及瓦斯灾害的重要前兆信息。

随着传感器及电子信息的快速发展，我国大部分煤矿已经采用综采工作面液压支架载荷在线监测系统，收集了海量液压支架压力数据。但受煤矿井下地质条件复杂多变，综采工作面推进速度快慢不一、支架工况良莠不齐等因素影响，目前尚缺乏有效的液压支架载荷预测方法，导致现有的数据分析主要用于来压步距、来压强度、支载系数等矿压规律研究以及液压支架适应性评价方面，发挥的主要是“事后诸葛亮”作用。因此，有必要开发一种准确、可靠的液压支架载荷预测方法，实现顶板来压预测和预报，为综采工作面各类灾害防治和围岩控制提供依据，保障工作面的安全、高效回采。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种综采液压支架载荷的分段预测方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种综采液压支架载荷的分段预测方法，包括：

采集一段时间内的综采工作面液压支架的工作参数，工作参数包括测量时刻以及与测量时刻对应的液压支架载荷；

根据工作参数绘制液压支架载荷与时间的关系曲线，并根据此关系曲线分析每一采煤循环、以及每一采煤循环所对应的初撑力和循环末阻力；

对每一采煤循环所对应的液压支架载荷与时间的关系曲线进行拟合分析后，构建采煤循环支架载荷随时间变化的样条曲线；

以样条曲线为数据建立数据拟合窗口，将实时监测到的支架载荷数据与数据拟合窗口内的数据进行拟合对比，实时计算液压支架载荷增加速度，进而对液压支架载荷进行预测。

本发明提供的一种综采液压支架载荷的分段预测方法，通过综采工作面液压支架载荷在线监测系统收集的海量液压支架载荷数据，进行数据整理和分析来获得样条曲线，将实时监测到的支架载荷数据与数据拟合窗口内的数据进行拟合对比，实时计算液压支架载荷增加速度，进而对液压支架载荷进行预测，因此，本发明不但是一种准确、可靠的液压支架载荷预测方法，而且还能实现矿压中长期预测和预报，为综采工作面各类灾害防治和围岩控制提供依据，保障工作面的安全、高效回采。

附图说明

图1为本发明示例性实施例的一种综采液压支架载荷的分段预测方法的流程示意图；

图2为本发明示例性实施例的液压支架载荷与时间的关系曲线图；

图3为本发明示例性实施例的另一种综采液压支架载荷的分段预测方法的流程示意图；

图4为本发明示例性实施例的呈对数型支架载荷与时间关系曲线图；

图5为本发明示例性实施例的呈对数和线性支架载荷与时间型曲线图；