[发明专利]有限数据条件下的矿压时空双周期预测方法、装置及设备

权利要求书

1.一种有限数据条件下的矿压时空双周期预测方法，其特征在于，包括：

获取综采工作面的液压支架载荷数据；

根据所述液压支架载荷数据，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线，以及循环未阻力空序曲线，所述历史时间段为历史时间点至当前时间点之间的时间段；

利用所述液压支架载荷时序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第一未来时间段内的第一矿压；及，

利用所述循环未阻力空序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第二未来时间段内的第二矿压，其中所述第二未来时间段的时长大于所述第一未来时间段的时长；

依据所述第一矿压和所述第二矿压，确定所述综采工作面的矿压预测值；

其中，所述利用所述液压支架载荷时序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第一未来时间段内的第一矿压，包括：

在所述液压支架载荷时序曲线上，分析液压支架初撑力特征点、中间拐点和循环末阻力特征点；

若存在中间拐点，则选取距离当前时间点最近的一个中间拐点作为起始点；

若不存在中间拐点，则选取距离当前时间点最近的一个液压支架初撑力特征点作为起始点；

根据液压支架载荷时序曲线上是否存在中间拐点，利用不同的拟合函数对起始点至当前时间点内的液压支架载荷时序数据进行回归分析，得到相关系数；

根据所述相关系数中最大值所对应的拟合函数，建立回归预测模型；

利用所述回归预测模型，根据实测的液压支架载荷进行液压支架载荷时序预测，得到回归预测值作为判定所述第一矿压的预测值；

其中，所述利用所述循环未阻力空序曲线的周期性变化特征，预测所述综采工作面在第二未来时间段内的第二矿压，包括：

在所述循环未阻力空序曲线上，分析周期性峰值点；

提取相邻周期性峰值点间的曲线作为周期性变化曲线；

采用聚类方法将所述周期性变化曲线划分为至少一类别；

分析每一类别内各数据点的几何平均值、所述几何平均值与一倍均方差之和、所述几何平均值与一倍均方差之差；

根据每一类别内各数据点的所述几何平均值、所述几何平均值与一倍均方差之和、所述几何平均值与一倍均方差之差，构建模板曲线；

将实测循环末阻力空序曲线与所述模板曲线进行匹配，以相似度最高的模板曲线进行初步匹配预测，得到循环末阻力的三个匹配预测值，作为判定所述第二矿压的预测值；

其中所述三个匹配预测值包括平均值、上限值、以及下限值，所述平均值对应所述几何平均值，所述上限值对应所述几何平均值与一倍均方差之和，所述下限值对应所述几何平均值与一倍均方差之差；

其中，所述依据所述第一矿压和所述第二矿压，确定所述综采工作面的矿压预测值，包括：

若所述回归预测值大于液体支架额定载荷的预设倍数、或小于初撑力值，则所述矿压预测值为所述三个匹配预测值中的平均值；

若所述回归预测值大于初撑力值、且小于液体支架额定载荷的预设倍数，则对比所述回归预测值分别与所述三个匹配预测值的相似度，并将相似度最大的匹配预测值与所述回归预测值的平均值，作为所述矿压预测值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述液压支架载荷数据，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线，以及循环未阻力空序曲线，具体包括：

对所述液压支架载荷数据进行预处理，以时间为横坐标、液压支架载荷为纵坐标，绘制历史时间段内的液压支架载荷时序曲线；

利用所述液压支架载荷时序曲线，分析每一时间周期内的循环末阻力；

根据每一时间周期内的循环末阻力，以推进度为横坐标、循环末阻力为纵坐标，绘制所述循环未阻力空序曲线。

3.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将实测循环末阻力的几何平均值与一倍均方差之和，作为顶板来压判据；

若所述综采工作面的矿压预测值大于所述顶板来压判据，则判定所述综采工作面的当前移架位置疑似产生顶板来压。

4.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，在判定所述综采工作面的当前移架位置疑似产生顶板来压之后，则所述方法还包括：

发送告警信息，用于告警将要出现风险。