[发明专利]煤矿综采工作面支架支护区域划分及精准支护方法

说明书

本发明公开的煤矿综采工作面支架支护区域划分及精准支护方法，涉及煤矿工作面自动化监测技术领域。划分方法包括：根据实时监测得到液压支架的立柱压力数据和支架号作为聚类分析算法的输入参量，进行聚类分析，得到聚类结果；聚类结果中包括聚类类别和各类别的聚类中心；每个聚类类别分别作为工作面支架的一种支护区域，得到与聚类类别的个数相同的初始支护区域种类；根据得到的初始支护区域种类，对其中争议支架进行最终区域确认，更新初始支护区域种类，得到最终支护区域种类。可以改善目前综采工作面无区域划分或区域划分不合理而导致的支架支护效果欠佳的问题，从而提高综采工作面支架差异化精准支护的可实施性。

技术领域

本发明属于煤矿工作面自动化监测与数据挖掘分析技术领域，具体涉及一种煤矿综采工作面支架支护区域划分及精准支护方法。

背景技术

综采工作面围岩稳定支护是煤矿井下安全生产首要条件，液压支架是完成上述任务的主要支护系统。

普通综采工作面在正常开采的过程中顶板在采空区进行垮落，存在单峰值、周期性矿压显现规律，而350m以上的超长工作面的液压支架数量大幅增加，且围岩分区破断、压力迁移、冲击等动态特性越加明显。因此，在上述围岩破断特征影响下综采工作面液压支架群组并非等强支护，液压支架所表现出的支护状态也不尽相同。一般情况下，综采工作面中部峰值压力处的支架承受动载冲击概率大、处于增阻阶段及安全阀开启的比例高，顶板下沉量大；综采工作面两端支架基本处于初撑力阶段、承受偏载力，顶板下沉量小。综采工作面所有支架参数相同将导致支架受力不均、工作面支护效果难以达到最佳。

针对目前综采工作面无区域划分或区域划分不合理而导致的支架支护效果欠佳的问题，是煤矿安全生产亟需解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种煤矿综采工作面支架支护区域划分及精准支护方法，可以改善目前综采工作面无区域划分或区域划分不合理而导致的支架支护效果欠佳的问题，从而提高综采工作面支架差异化精准支护的可实施性。

为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种煤矿综采工作面支架支护区域划分方法，包括以下步骤：

步骤S10、实时监测综采工作面液压支架的立柱压力数据；

步骤S20、采集多组液压支架的立柱压力历史数据，并进行时间戳和支架号的对应处理，得到多个支架相同时间段内的多组立柱压力数据；

步骤S30、选取步骤S20中的所述液压支架的立柱压力数据和支架号作为聚类分析算法的输入参量，进行聚类分析，得到聚类结果；其中，聚类结果中包括聚类类别和各类别的聚类中心；

步骤S40、将步骤S30所得到的聚类结果的每个聚类类别分别作为工作面支架的一种支护区域，得到与所述聚类类别的个数相同的初始支护区域种类；所述初始支护区域种类中存在争议待定支护区域的支架；

步骤S50：根据步骤S40所得到的初始支护区域种类，对所述争议待定支护区域的支架进行最终区域确认，更新所述初始支护区域种类，得到最终支护区域种类。

可选地，在步骤S50之后，所述方法还包括：步骤S60：根据步骤S30所得到的各个类别的聚类中心，计算实时采集的各支架的新的立柱压力数据到各个类别中心的空间距离；

根据计算得到各支架的新的立柱压力数据到各个类别中心的空间距离，实时确定支架所属的支护区域，并动态更新支架所属的支护区域划分结果。

可选地，所述液压支架包括两柱式和/或四柱式液压支架；

当所述液压支架为两柱式液压支架时，所述步骤S10及步骤S60中需要实时监测所述液压支架的立柱压力数据为左立柱或右立柱压力数据；