[发明专利]一种顶板来压动态预测方法

说明书

本发明公开了一种顶板来压动态预测方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、采集综采工作面的地质基础信息；S2、记录顶板来压时的顶板来压信息；S3、搭建来压前兆指标库；S4、选取来压步距最大值L_max，将综采工作面前方未开采的0～L_max长度的区域设定为顶板来压初次预测区域；S5、提取顶板来压初次预测区域中综采工作面的基础信息；并从综采工作面后方的已开采区域中提取相近的基础信息，寻找与该相近基础信息相对应的5～8组顶板来压时的顶板来压信息，S6、计算平均值并作为首次预测结果输出；S7、计算综采工作面在回采过程中的来压前兆指标；S8、进行一致性检验；S9、寻找一致性程度最高的记录对下次来压信息进行动态预测更新。

技术领域

本发明涉及矿山压力监测预测技术领域，具体涉及一种顶板来压动态预测方法。

背景技术

目前，煤矿井下综采工作面主要通过实时监测支架压力大小，进行顶板来压实时监测，但是，对综采工作面安全生产的时效性偏低，即综采工作面来压后才能监测到，不能做到事前预测，提前防备。因此，对综采工作面来压进行来压时间、来压地点、来压强度等信息的提前预测意义重大。但是，由于影响顶板来压的因素过多，且各因素间动态变化、相互影响，造成来压预测难度高、预测准确度低，因此，有必要研究一种准确率较高的顶板来压动态预测方法来解决上述问题。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种有效预测顶板下次来压步距、顶板下次来压时间的顶板来压动态预测方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种顶板来压动态预测方法，包括如下步骤：

S1、采集综采工作面的地质基础信息；同时根据采煤机的运行轨迹进行割煤循环的划分；所述地质基础信息包括几何尺寸数据、地质构造数据、顶板岩性数据、综采工作面左右两侧区域开采状态数据；综采工作面几何尺寸数据包括综采工作面倾向长度、埋深，地质构造数据包括断层位置、断层落差、断层类型，顶板岩性数据包括综采工作面各坐标点(以开切眼为x轴，上顺槽或下顺槽为y轴，搭建综采工作面平面坐标系，采用坐标确定综采工作面各点位置)的顶板厚度、顶板硬度，综采工作面左右两侧区域开采状态数据包括仅右翼采空、仅左翼采空、两翼均采空、两翼均未采空四种状态。

综采工作面倾向长度为综采工作面的长度，即上、下顺槽的平面中心距。综采工作面埋深即埋藏深度，为综采工作面对应的地面高程与综采工作面底板高程的差值。

S2、建立综采工作面顶板来压监测模型，实时监测综采工作面顶板是否来压并记录顶板来压时的综采工作面的地质基础信息及顶板来压信息；所述顶板来压信息包括来压步距、动载系数、来压部位；

S3、利用步骤S2建立的综采工作面顶板来压监测模型进行来压监测，当监测到顶板来压时，采集综采工作面的来压前兆指标，搭建综采工作面的来压前兆指标库；来压前兆指标库包括来压前兆指标及顶板来压信息；所述来压前兆指标为在顶板来压剩余0.8m、1.6m、2.4m……nm时，对应的支架增阻率η_i、顶板破碎率λ_i、活柱下缩率ω_i、顶底板移近率ε_i、煤壁片帮率Φ_i、安全阀开启率ξ_i以及两次顶板来压之间的综采工作面推进速度v、初撑力利用率δ、额定阻力富余量κ_i；

S4、提取步骤S2中记录的顶板来压时的来压步距，从中选取出来压步距最大值L_max，将综采工作面前方未开采的0～L_max长度的区域设定为顶板来压初次预测区域；

S5、提取综采工作面顶板来压初次预测区域中的地质基础信息；并以预测区域地质基础信息为参照，从综采工作面后方的已开采的顶板来压区域中提取地质基础信息相近的来压数据，来压数据包含地质基础信息及顶板来压信息；