[发明专利]一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测系统及方法，涉及矿山压力技术领域，包括来压分析模块、统计计算模块、预测模块和显示模块，来压分析模块根据矿压大数据，分析支架工作循环，对工作面支架划分区域，进行工作面来压划分，计算支架处顶板的来压步距或稳定步距；统计计算模块用于统计支架位置顶板的全部稳定步距或来压步距，并拟合来压概率曲线；预测模块根据来压概率曲线预测支架处顶板来压概率，并预测顶板的来压强度；显示模块用于显示支架处及支护区域顶板来压预测结果，生产预测报表，包括单架分析预测综合图、区域分析预测综合图和矿压预测表等，其利用工作面支架矿压监测大数据准确预测开采矿压，从而指导顶板管理。

技术领域

本发明涉及矿山压力技术领域，尤其是一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测系统及方法。

背景技术

近年来，煤矿开采中，工作面自动化、信息化进程加快，尤其是综采工作面的自动化程度和信息化程度提升，带动了工作面的安全性和生产效率的提高。在综采工作面的开采过程中，由于受到顶板矿压影响，冒顶、压架等事故仍时有发生。另外由于反映综采工作面矿压的液压支架工作阻力监测设备日趋智能化，基于电液控制液压支架的非测站式支架工作阻力等监测系统，数据量大，工作面支架工作阻力监测已经进入大数据时代，但是对于监测数据的处理和应用明显不能满足监测数据处理的需求，而监测数据的挖掘对采煤生产过程中的顶板控制，以及顶板控制设计具有重要意义。

通常矿压监测分站每6s采集一个数，一台支架一天的数据量就达到14400条或更多，对于工作面海量的支架工作阻力等监测数据，目前并没有有效的手段进行深度的挖掘、处理，无法及时对工作面来压进行明确指示，传统的人工计算预测方法由于受到不同煤矿特定开采环境的影响，预测准确率低，耗时多，效率低。因此，充分利用监测到的大数据资源，实时提供工作面矿压规律预测结果，并及时指导生产，综采工作面矿压观测数据的处理，是综采工作面安全生产和顶板控制中亟需解决的问题。

发明内容

为了利用工作面支架矿压监测大数据准确预测开采矿压，从而指导顶板管理，本发明提供了一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测系统及方法，具体技术方案如下。

一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测系统，包括来压分析模块、统计计算模块、预测模块和显示模块；所述来压分析模块根据监测的矿压大数据，分析综采工作面液压支架工作循环，对工作面的支架划分区域，进行工作面来压划分，计算支架处顶板的来压步距或稳定步距；所述统计计算模块用于统计各支架位置顶板的全部稳定步距或来压步距，并拟合来压概率曲线；所述预测模块根据来压概率曲线预测支架处顶板来压概率，并预测顶板的来压强度；所述显示模块用于显示支架处及支护区域顶板来压预测结果，并生成预测报表，包括单架分析预测综合图、区域分析预测综合图和矿压预测表；所述来压分析模块接收来自综采工作面液压支架的监测数据，监测数据包括移架时间、移架路线、支架末阻力；来压分析模块对监测数据进行处理，处理后的数据由统计计算模块统计处理，预测模块根据统计计算模块统计处理的结果进行预测，计算区域的来压概率，预测结果数据传输至显示模块。

优选的，综采工作面液压支架设置有在线观测系统，工作面基本数据和液压支架监测数据通过数据接口导入来压分析模块。

为了解决煤矿工作面矿压规律预测不准，预测效率低下，以及预测结果无法及时指导生产的技术问题，提供了一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测方法。

一种基于综采工作面的矿压大数据实时预测方法，利用上述的基于综采工作面的矿压大数据实时预测系统，步骤包括：

步骤一.获取矿压大数据，确定支架工作循环，提取支架有效工作阻力，进行区域划分和来压划分，计算支架处顶板的来压步距和稳定步距；

步骤二.统计所有稳定步距或来压步距，绘制柱状图，拟合来压概率曲线，更新来压概率曲线；