[发明专利]综采工作面顶板来压分级预警方法

说明书

本发明涉及煤矿安全开采技术领域，提供一种综采工作面顶板来压分级预警方法，包括如下步骤：确定顶板来压强度分级标准；确定顶板来压分级预警指标；顶板来压等级的综合评判。本发明通过分级标准、预警指标、指标权重分配以及来压等级综合评判，形成了一套综采工作面来压等级的科学评价方法，来压等级的评判指标可通过工作面矿压监测数据的深入分析获取，并且可以通过计算机编程和大数据机器自学习等当前先进的信息手段，形成具有智能化分析预警功能的综采工作面顶板来压分级预警算法和程序，从而实现综采工作面顶板来压的智能化分级预警，提高时效性。

技术领域

本发明涉及煤矿安全开采技术领域，尤其涉及一种综采工作面顶板来压分级预警方法。

背景技术

煤矿井下采煤工作面的老顶是造成工作面矿压显现的关键性岩层。在工作面推进过程中，老顶的初次或周期性破断，对工作面造成的矿压现象称为老顶初次来压或周期来压。工作面初次或周期来压对工作面顶板管理和安全生产重要影响，且影响程度与顶板来压强度直接相关。

工作面顶板管理中需要防范强烈来压造成的片帮冒顶、支架压死等顶板灾害，而工作面一般性的周期来压则不会对工作面正常生产造成较大影响。

另外，受地质条件、开采强度等不同因素影响，不同矿井、不同工作面、乃至同一工作面不同区域的顶板来压强度都可能是不同的，为了在强烈来压到来时，甚至是到来前，及时采取应对措施，可以根据矿压监测得出的预警信息对来压强度进行预判，这对于防治顶板灾害的发生，具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种综采工作面顶板来压分级预警方法，用以解决现有技术中无法实现对综采工作面顶板来压进行智能化分级预警的缺陷，保障作业安全。

本发明提供一种综采工作面顶板来压分级预警方法，包括如下步骤：

确定顶板来压强度分级标准；

确定顶板来压分级预警指标；

顶板来压等级的综合评判。

根据本发明提供的一种综采工作面顶板来压分级预警方法，所述确定顶板来压强度分级标准步骤中，还包括如下步骤：

根据综采工作面的矿压显现强烈程度以及对综采工作面安全生产产生的影响，将顶板来压强度分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级。

根据本发明提供的一种综采工作面顶板来压分级预警方法，所述确定顶板来压分级预警指标步骤中，还包括如下步骤：

确定支架工作阻力利用率；

确定支架增阻速率；

确定支架动载系数；

确定支架安全阀的开启指数；

确定支架活柱下缩量。

根据本发明提供的一种综采工作面顶板来压分级预警方法，所述确定支架工作阻力利用率步骤中，支架工作阻力利用率η的计算式为：

其中，为工作面顶板来压期间的一个采煤循环内，在来压影响范围内的支架循环末阻力平均值；P_额为支架额定工作阻力。

根据本发明提供的一种综采工作面顶板来压分级预警方法，所述确定支架增阻速率步骤中，采煤循环内某一阶段的增阻速率v_i的计算式为：

v_i＝ΔP_i/Δt

式中：ΔP_i为支架在采煤循环内某一时间阶段的增阻量，单位为MPa；Δt为支架在采煤循环内某一阶段的增阻时间，单位为min。