[发明专利]一种煤与瓦斯突出参数智能测定系统及方法

权利要求书

1.一种煤与瓦斯突出参数智能测定系统，其特征在于，包括瓦斯突出参数测试模块主机、瓦斯突出参数信息采集移动终端和瓦斯突出参数信息管理系统；

所述瓦斯突出参数测试模块主机包括罐体(3)、煤样杯(2)和罐盖(4)，所述煤样杯(2)可拆卸设置在罐体(3)内部，所述罐体(3)与罐盖(4)螺纹连接，罐盖(4)内嵌设有电性连接的压力传感器、电池、集成电路板，在罐盖(4)顶部设有与集成电路板电性连接的电子屏幕和顶部面板，在罐盖(4)内底部还设有金属滤网，在顶部面板上设有排气阀(5)和设备充电口(7)，排气阀(5)与集成电路板电性连接，设备充电口(7)与电池电性连接，在顶部面板上还设有与集成电路板电性连接的主机开关(1)；

所述瓦斯突出参数信息采集移动终端为防爆智能手机，瓦斯突出参数信息采集移动终端安装有包括突出参数测试模块、草稿箱模块和同步模块的瓦斯突出预测APP，所述瓦斯突出参数测试模块主机通过蓝牙与瓦斯突出参数信息采集移动终端通信连接，一台瓦斯突出参数信息采集移动终端可同时连接并控制多台瓦斯突出参数测试模块主机；

所述瓦斯突出参数信息管理系统包括瓦斯突出参数上传Web服务程序模块、瓦斯突出参数测定数据库模块、瓦斯突出参数管理Web服务程序模块、工作面防突预测报表在线审批Web服务程序模块；其中，瓦斯突出参数信息管理系统中的瓦斯突出参数管理Web服务程序模块采用PSO-BSMOTE-SVM耦合模型，通过机器学习进行煤与瓦斯突出危险性预测，

2.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出参数智能测定系统，其特征在于，所述PSO-BSMOTE-SVM耦合模型是指基于粒子群算法-重采样算法-支持向量机的耦合算法模型，该模型表达式如下：

式中，代表粒子i在其第k次迭代中的位置，可以被看作是搜索空间中某一点的d维向量坐标；代表粒子i在其第k次迭代的速度，可以被看作粒子进化时的d维向量步长，为了避免粒子远离搜索空间，可以将空间中创建的粒子速度限制在-v_dmax和v_dmax之间；表示单个粒子i在其第k次迭代中的最佳位置处的d维向量坐标；是种群粒子中第k次迭代中最佳位置的d维向量坐标；c₁和c₂代表加速系数，用于调节个体粒子飞行中的速度变化，防止循环陷入局部最优；r₁和r₂表示随机特征值，范围在0～1之间；w为惯性权重。

3.一种瓦斯突出参数智能测定方法，采用权利要求2所述系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：启动登录，首先打开测试主机开关(1)和手机移动终端APP，进入瓦斯突出参数信息采集系统主界面，选择突出参数测试模块，进入突出参数测试模块界面，选择需要开展测试的采掘工作面，进入工作面基础信息界面，依次录入预测班次、煤层信息；

S2：调试对接，点击下一步进入钻孔基础信息界面，首个钻孔默认为一号孔，依次录入孔深、钻屑量S值信息，然后选择一台空闲测试主机，通过手机蓝牙将录入的上述基础信息传输给测试主机，随后设备进入待接煤状态；

S3：数据初次采集，采用筛子在钻孔孔口接煤粉，同时长按测试主机上的排气阀(5)三秒，进入接煤中状态，将筛分合格的煤粉装满煤样杯(2)，然后将煤样杯(2)放进罐体(3)内，拧紧罐盖(4)，然后长按设备排气阀(5)五秒，进入正在测试状态，测试时间五分钟，测试结束后，结果显示在测试主机显示屏(6)6上，同时设备将测量结果回传给手机移动终端；

S4：数据全面采集，当上一步骤测定的一号孔其他深度的瓦斯突出参数时，点击增加孔深，随后转入步骤S2，待同一钻孔所有深度的瓦斯突出参数均完成测试后，点击结束测量，则完成一个钻孔的测试过程；

S5：数据归类，当测定其他钻孔的瓦斯突出参数时，点击钻孔基础信息界面一号孔右侧+，则可添加新的钻孔开展测试，当全部钻孔测量完成后，点击生成报表，进入当前测试工作面的瓦斯突出参数报表界面，填写预测结论，检查无误后，点击提交，完成当前测试工作面的瓦斯突出参数测试模块工作；

S6：数据上传，井下测试地点无环网时，提交的测试信息暂存在草稿箱模块中，当进入环网区域时，点击手机终端APP主界面的草稿箱模块，进入草稿箱模块界面，选中已经完成突出参数测试模块的工作面，然后点击提交，即可上传至地面Web端的瓦斯突出参数信息管理系统；

S7：数据分析，通过瓦斯突出参数信息管理系统调用测试工作面安全监测监控系统中的瓦斯浓度数据，结合突出参数单向指标K1和Δh2的样本数据，基于PSO-BSMOTE-SVM耦合模型，通过机器学习进行煤与瓦斯突出危险性预测；

S8：审批存档，在Web端管理系统中可查看、导出瓦斯突出参数表单，进行线上审批或存档。