[发明专利]一种回采巷道矿压显现数据的预测方法

权利要求书

1.一种回采巷道矿压显现数据的预测方法，其特征在于：所述预测方法为先建立任意回采巷道断面矿压显现数据的变化速度的预测模型，将其积分后得到矿压显现数据在一定区间的预测变化量模型；通过多次采集不同测站在相对于工作面不同位置时的矿压显现数据，得到一系列的矿压显现数据的实际差值；利用矿压显现数据一定区间的预测变化量模型对一系列的矿压显现数据的实际差值进行非线性回归，即可确定回采巷道矿压显现数据的变化速度和累积变化量的函数表达式；所述预测方法包括以下步骤：

1)建立同一巷道断面矿压显现数据的预测变化量模型

在回采巷道中，任意巷道断面的矿压显现数据的变化速度的预测模型为v(x)，矿压显现数据的累积变化量的预测模型为矿压显现数据的预测变化量模型为任意巷道断面经历的变形时间为所述矿压显现数据为与回采巷道矿压显现相关的力学、位移数据，包括回采巷道的顶板离层量、顶板下沉量、底鼓量、两帮移近量、深部岩层的位移量、锚杆载荷量和锚索载荷量；

其中，v为矿压显现数据的变化速度，u为矿压显现数据的累积变化量；x为在工作面的推进方向上，巷道断面相对于工作面的距离，当巷道断面在工作面前方时x0，当巷道断面在工作面后方时x＞0；所述工作面在掘进影响阶段是指掘进工作面，在采动影响阶段是指回采工作面；x₀为任意巷道断面开始变形时相对于工作面的距离；x_m与x_n表示巷道断面相对于工作面的不同距离，且x_mx_n；L为工作面的日进尺；

2)通过矿压观测得到一系列的矿压显现数据的实际差值

在同一回采巷道内同时布置多个测站来采集矿压显现数据；随着工作面的推进，同一测站在相对于工作面不同位置时采集到的两次矿压显现数据的实际差值为Δu(x_i,j,x_i,j+1)＝|U_i,j-U_i,j+1|，对多个测站多次采集矿压显现数据后，得到一系列的矿压显现数据的实际差值Δu(x_1,j,x_1,j+1)、Δu(x_2,j,x_2,j+1)、……、Δu(x_i,j,x_i,j+1)；

其中，x_i,j为对第i个测站进行第j次矿压观测时，该测站相对于工作面的距离；U_i,j为当第i个测站相对于工作面的距离为x_i,j时采集到的矿压显现数据值；

3)通过非线性回归预测回采巷道的矿压显现数据

利用矿压显现数据的预测变化量模型对一系列的矿压显现数据的实际差值Δu(x_1,j,x_1,j+1)、Δu(x_2,j,x_2,j+1)、……、Δu(x_i,j,x_i,j+1)进行非线性回归，得到预测模型v(x)和u(x)的参数，即确定出回采巷道矿压显现数据的变化速度和累积变化量的函数表达式，同时得到相对于工作面任意距离的巷道断面的矿压显现数据的变化速度和累积变化量，及矿压显现影响的范围和持续的时间；

所述预测模型v(x)所包含的曲线族中的曲线在掘进影响阶段均为凹曲线，所对应的函数为减函数；所述预测模型u(x)所包含的曲线族中的曲线在掘进影响阶段均为先陡后缓的凸曲线，所对应的函数均为增函数；

所述预测模型v(x)所包含的曲线族中的曲线在采动影响阶段均为中间凸两边凹的钟形曲线，所对应的函数均先增大后减小；所述预测模型u(x)所包含的曲线族中的曲线在采动影响阶段均为S型增长曲线。

2.根据权利要求1所述的回采巷道矿压显现数据的预测方法，其特征在于：所述预测模型v(x)在掘进影响阶段表示为

v(x)＝ae^-bx (1)

式中a为矿压显现数据的最大变化速度；a、b为待定参数；e为自然常数；并且，a0,0b1。