[发明专利]基于大数据分析的采掘工作面瓦斯涌出异常预警方法

权利要求书

1.一种基于大数据分析的采掘工作面瓦斯涌出异常预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确定监测点及监测点布置；

(2)利用数理统计知识建立数据波动异常的判定指标，引入变异系数r作为判断数据是否异常的指标：

判断指标如下：

当两个数最大值∈(0，0.1]时，不预警；

当两个数最大值∈(0.1，0.2]时，变异系数r大于r_a则为异常，r_a＝0.6；

当两个数最大值∈(0.2，0.3]时，变异系数r大于r_b则为异常，r_b＝0.5；

当两个数最大值∈(0.3，0.4]时，变异系数r大于r_c则为异常，r_c＝0.33；

当两个数最大值∈(0.4，0.5]时，变异系数r大于r_d则为异常，r_d＝0.25；

当两个数最大值∈(0.5，0.6]时，变异系数r大于r_e则为异常，r_e＝0.2；

当两个数最大值∈(0.6，0.7]时，变异系数r大于r_f则为异常，r_f＝0.16；

当两个数最大值∈(0.7，0.8]时，变异系数r大于r_g则为异常，r_g＝0.14；

当两个数最大值∈(0.8，0.9]时，变异系数r大于r_h则为异常，r_h＝0.12；

当两个数最大值∈(0.9，1.0]时，标记为异常数据；

(3)基于该指标进行瓦斯涌出异常状态预警和瓦斯涌出异常趋势预警；瓦斯涌出异常状态预警以每30s的瓦斯涌出浓度为目标点，先利用变异指标判别当前瓦斯浓度是否为异常，根据异常数据的个数来确定是否发出瓦斯涌出异常状态威胁预警；瓦斯涌出异常趋势预警是以每生产班或检修班瓦斯浓度均值为目标点，利用变异指标判定每班瓦斯涌出是否异常，发出瓦斯涌出异常趋势威胁预警；

瓦斯涌出异常状态预警的判定方法是以一个生产班或检修班为一个周期，从数据库每30s读取一个数据，第一个数据记为a₁，第i个数据记为a_i，一个周期共有960个数据，对960个数据作出分析，进行异常数据的判断及瓦斯涌出异常状态预警的判定；

异常数据的判断具体包括：数据a_i是否异常：求取(a_i-1，a_i)的变异系数r_i和max(a_i-1，a_i)，判断max(a_i-1，a_i)属于(0.1，0.2]、(0.2，0.3]、(0.3，0.4]、(0.4，0.5]、(0.5，0.6]、(0.6，0.7]、(0.7，0.8]、(0.8，0.9]之中的哪个区间，比较r_i与变异指标大小，如果r_i一直小于变异指标，则说明数据正常，上述计算一直进行到一个生产班或检修班完成；如果r_i一旦大于变异指标或者a_i∈(0.9,1]，则进入瓦斯涌出异常的判断；

瓦斯涌出异常状态预警的判断具体包括：当a_i被认定为异常数据后，以a_i-1作为基准来判断其后5分钟内数据是否异常，即求(a_i-1，a_i+1)，(a_i-1，a_i+2)，(a_i-1，a_i+3)，(a_i-1，a_i+4)，(a_i-1，a_i+5)，(a_i-1，a_i+5)，(a_i-1，a_i+6)，(a_i-1，a_i+7)，(a_i-1，a_i+8)，(a_i-1，a_i+9)，(a_i-1，a_i+10)的变异系数，将变异系数与对应的判断指标进行比较，若五分钟内异常数据大于5个，则发出涌出异常威胁预警；

(4)瓦斯涌出异常判定，综合状态预警和趋势预警结果，发出瓦斯涌出异常威胁预警或危险预警信号。