CN111219207B - 综采面来压步距自动测量方法及电子设备 - Google Patents

综采面来压步距自动测量方法及电子设备 Download PDF

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CN111219207B CN202010001083.1A CN202010001083A CN111219207B CN 111219207 B CN111219207 B CN 111219207B CN 202010001083 A CN202010001083 A CN 202010001083A CN 111219207 B CN111219207 B CN 111219207B
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Abstract

本发明公开一种综采面来压步距自动测量方法及电子设备，方法包括：采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据；从采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的连续递增序列和连续递减序列作为割煤循环序列；在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；根据压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。本发明无需人工参与，通过数据自动采集、程序自动运算，可实现由计算机自动计算来压步距，矿压数据分析效率及分析准确性更高，极大的降低了煤矿企业生产成本。

Description

综采面来压步距自动测量方法及电子设备
技术领域
本发明涉及煤矿相关技术领域，特别是一种综采面来压步距自动测量方法及电子设备。
背景技术
顶板灾害作为煤矿的五大灾害之一，由于其点多面广、控制难度大等特点，在各类煤矿事故中一直居于前列，加强矿压监测及预警是防治顶板灾害的有效手段，综采工作面来压步距计算是顶板管理中必不可少的环节，现有的来压步距计算都是通过人工观测并记录、定期统计分析，但这种方法费事费力、时效性差，且无法保证准确性。
近年来，由于传感器及现代电子技术的高速发展，对井下工作环境的各项参数进行实时采集，数据采集周期达秒级，但由于井下采场条件的复杂性以及数据质量不稳定等因素，导致矿压数据分析的准确性和分析效率低下，数据不能真实的反应顶板实时安全状况，无法有的放矢的采取措施预防矿压危害。
现阶段国内对来压步距计算的方法主要通过人工记录的方法，液压支架在左右立柱上安有压力传感器，压力数值可以动态的显示在集控平台上，当采煤机割煤前从压力传感器经过时，技术人员把读数记录到Excel表格中，采煤机割煤时对应的工作面进尺数据也需要技术人员手工记录，定期制作成曲面图表，然后手工测量两次高压力区域之间的距离，再通过加权平均计算出工作面来压步距。
目前，尚没有一套成熟、可靠、准确的综采工作面来压步距自动计算方法。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术没有一套成熟、可靠、准确的综采工作面来压步距自动计算的技术问题，提供一种综采面来压步距自动测量方法及电子设备。
本发明提供一种综采面来压步距自动测量方法，包括：
采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据，所述支架压力时序变化数据包括每个液压支架与时间对应的压力数据，所述采煤机位移时序变化数据包括采煤机在不同时间所经过的液压支架支架号；
从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列；
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；
根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。
进一步地，所述从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列，具体包括：
在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列；
选择满足
Figure GDA0003231361980000021
的待选割煤循环序列作为割煤循环序列，其中A为最小位置变化速度常数，B为最大位置变化速度常数，C为最短位移距离，D为最小序列数量，a1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的支架号，an为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的支架号，t1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的时间，tn为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的时间，Count为计数函数。
更进一步地，所述在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列，具体包括：
采用如下方式查找连续递增序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1和an，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1<当前采煤机位移时序变化数据的支架号an时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列；
当an-1≥an'时，向后搜索K1个采煤机位移时序变化数据，若存在an-1<第m个采煤机位移时序变化数据的支架号am，将第m个采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列，并以第m个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K1为预设常数；
采用如下方式查找连续递减序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'和an'，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'>当前采煤机位移时序变化数据的支架号an'时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列；
当an-1'≤an'时，向后搜索K2个支架，若存在an-1'＞第m’个采煤机位移时序变化数据的支架号am'，将第m’个采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列，并以第m’个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K2为预设常数。
进一步地，所述在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力，具体包括：
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵
Figure GDA0003231361980000041
其中Fcd为采煤机在第c个割煤循环序列中经过第d个液压支架的最大工作阻力的压力值。
更进一步地，所述根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距，具体包括：
对压力矩阵进行切片，得到多个子压力矩阵；
对于每个子压力矩阵，根据每个压力值与压力阈值的比较，将子压力矩阵转换为对应的来压标识矩阵P：
Figure GDA0003231361980000042
其中pij为第i个割煤循环序列中经过第j个液压支架的最大工作阻力的压力值Fij与压力阈值的比较结果，如果Fij≥F1阈值，则pij＝1，如果Fij<F1阈值，则pqt＝0；
计算所述来压标识矩阵P的来压强度矩阵
Figure GDA0003231361980000043
其中
Figure GDA0003231361980000044
根据pij的近邻矩阵
Figure GDA0003231361980000045
计算得到，当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥N1时，设
Figure GDA0003231361980000046
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1＜N2时，设
Figure GDA0003231361980000047
其中N1、N2为预设常数；
根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵转换为来压强度列向量
Figure GDA0003231361980000048
将来压强度列向量通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列，对所述来压强度特征字符串序列进行匹配，得到多个来压持续片段和非来压持续片段，将每个来压持续片段包括的数值作为一次来压割煤刀数计算出本次来压持续距离，将本次来压持续距离对应的来压持续片段和下次来压持续距离对应的来压持续片段之间的非来压持续片段的位数，作为本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数，基于本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数计算得到本次来压结束到下次来压开始的距离，将本次来压结束到下次来压开始的距离加上本次来压持续距离，作为本次来压步距；
对于每个子压力矩阵，得到该子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，根据多个子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，加权计算得到整个工作面的来压步距。
本发明提供一种综采面来压步距自动测量电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据，所述支架压力时序变化数据包括每个液压支架与时间对应的压力数据，所述采煤机位移时序变化数据包括采煤机在不同时间所经过的液压支架支架号；
从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列；
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；
根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。
进一步地，所述从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列，具体包括：
在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列；
选择满足
Figure GDA0003231361980000061
的待选割煤循环序列作为割煤循环序列，其中A为最小位置变化速度常数，B为最大位置变化速度常数，C为最短位移距离，D为最小序列数量，a1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的支架号，an为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的支架号，t1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的时间，tn为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的时间，Count为计数函数。
更进一步地，所述在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列，具体包括：
采用如下方式查找连续递增序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1和an，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1<当前采煤机位移时序变化数据的支架号an时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列；
当an-1≥an'时，向后搜索K1个采煤机位移时序变化数据，若存在an-1<第m个采煤机位移时序变化数据的支架号am，将第m个采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列，并以第m个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K1为预设常数；
采用如下方式查找连续递减序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'和an'，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'>当前采煤机位移时序变化数据的支架号an'时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列；
当an-1'≤an'时，向后搜索K2个支架，若存在an-1'＞第m’个采煤机位移时序变化数据的支架号am'，将第m’个采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列，并以第m’个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K2为预设常数。
进一步地，所述在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力，具体包括：
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵
Figure GDA0003231361980000071
其中Fcd为采煤机在第c个割煤循环序列中经过第d个液压支架的最大工作阻力的压力值。
更进一步地，所述根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距，具体包括：
对压力矩阵进行切片，得到多个子压力矩阵；
对于每个子压力矩阵，根据每个压力值与压力阈值的比较，将子压力矩阵转换为对应的来压标识矩阵P：
Figure GDA0003231361980000072
其中pij为第i个割煤循环序列中经过第j个液压支架的最大工作阻力的压力值Fij与压力阈值的比较结果，如果Fij≥F1阈值，则pij＝1，如果Fij<F1阈值，则pqt＝0；
计算所述来压标识矩阵P的来压强度矩阵
Figure GDA0003231361980000081
其中
Figure GDA0003231361980000082
根据pij的近邻矩阵
Figure GDA0003231361980000083
计算得到，当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥N1时，设
Figure GDA0003231361980000084
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1＜N2时，设
Figure GDA0003231361980000085
其中N1、N2为预设常数；
根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵转换为来压强度列向量
Figure GDA0003231361980000086
将来压强度列向量通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列，对所述来压强度特征字符串序列进行匹配，得到多个来压持续片段和非来压持续片段，将每个来压持续片段包括的数值作为一次来压割煤刀数计算出本次来压持续距离，将本次来压持续距离对应的来压持续片段和下次来压持续距离对应的来压持续片段之间的非来压持续片段的位数，作为本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数，基于本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数计算得到本次来压结束到下次来压开始的距离，将本次来压结束到下次来压开始的距离加上本次来压持续距离，作为本次来压步距；
对于每个子压力矩阵，得到该子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，根据多个子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，加权计算得到整个工作面的来压步距。
本发明提供的一种基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动计算方法，特别是8.8米的综采面来压步距自动计算方法，无需人工参与，通过数据自动采集、程序自动运算，可实现由计算机自动识别割煤行为、采集最大工作阻力、计算来压步距，矿压数据分析效率及分析准确性更高，极大的降低了煤矿企业生产成本。
附图说明
图1为本发明一种综采面来压步距自动测量方法的工作流程；
图2为本发明一种综采面来压步距自动测量电子设备的硬件结构示意图；
图3为本发明最佳实施例矿压监测曲面图；
图4为本发明最佳实施例双坐标矿压监测曲面图；
图5为本发明最佳实施例历史来压步距统计分析图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种综采面来压步距自动测量方法的工作流程图，包括：
步骤S101，采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据，所述支架压力时序变化数据包括每个液压支架与时间对应的压力数据，所述采煤机位移时序变化数据包括采煤机在不同时间所经过的液压支架支架号；
步骤S102，从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列；
步骤S103，在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；
步骤S104，根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。
目前我国综采工作面长度一般300m左右，液压支架数量150架左右。虽然受地质条件、开采条件的复杂多变，可采集数据源有限，基于时间的矿压监测数据无法与工作面推进度建立直接关系。但即便如此，每个采煤循环过程中煤机位移仍有规律可循。首先，通过对采煤机割煤曲线分析，去掉无效数据，建立识别割煤行统计有效割煤刀数的分析模型，按照0.8～0.865米/刀累计工作面进尺，从而得到工作面时间与进尺的对应关系。其次，周期性获取采煤阶段每个液压支架最大工作阻力，确定为当前进尺下的压力值。然后，对压力值进行划分，高于350bar认为顶板来压并做相应标记，根据标记点分布特征，可以建立工作面来压步距统计分析模型，当邻近区域来压特征值达到设定条件判定为来压，同时可以计算本次来压持续距离和距离下次来压时的来压步距。
如此一来，通过分析煤机位置及矿压变化特征，采集有效数据，建立数据分析模型，即可自动计算综采工作面来压步距。
具体来说，步骤S101首先采集工作面支架压力数据和采煤机位移的时序变化数据，并对数据进行约束性划分，方便统计分析和可视化展示。优选步骤如下：
①在工作面中选取1#、4#、7#、……133#、136#、……、(3*N-2)支架右压力和采煤机位置为研究对象，每隔30s采集一次数据。
②压力低于250bar认为安全矿压分为一类，每增加50bar为一种类别并指定一种颜色，颜色越深表示顶板压力越大，有利于可视化展示。350bar作为压力阀值，高于350bar认为顶板来压用于来压步距计算。
然后，步骤S102确定割煤循环序列。累计进尺与时间自动对应，液压支架压力数据来源于传感器只与时间有对应关系，通过对采煤机割煤曲线分析，去掉无效数据，识别割煤行为统计有效割煤刀数，按照0.8～0.865米/刀动态累计工作面进尺，从而得到工作面时间与进尺的对应关系。
步骤S103采集液压支架最大循环末阻力，并最终形成压力矩阵。具体来说，采煤机在经过液压支架割煤的过程中，顶板作用于支架的压力由初撑力后的稳定状态逐步增大，直到煤机离开支架向前推移，这个过程中支架承受顶板来压时的最大支撑力称为支架的工作阻力。在每个割煤循环序列中使用公式Fmax＝max{F(t,t煤机进入＜t＜t煤机离开)}计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，最终形成压力矩阵。
步骤S104基于压力矩阵计算来压步距。最后，可以基于来压步距进行预警分析，预警分析方法可以采用现有的基于来压步距的预警分析技术。
采煤机可以为工作面平均采高在8.8米以上的超大采高采煤机。
本发明提供的一种基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动计算方法，特别是8.8米的综采面来压步距自动计算方法，无需人工参与，通过数据自动采集、程序自动运算，可实现由计算机自动识别割煤行为、采集最大工作阻力、计算来压步距，矿压数据分析效率及分析准确性更高，极大的降低了煤矿企业生产成本。
在其中一个实施例中，所述从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列，具体包括：
在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列；
选择满足
Figure GDA0003231361980000111
的待选割煤循环序列作为割煤循环序列，其中A为最小位置变化速度常数，B为最大位置变化速度常数，C为最短位移距离，D为最小序列数量，a1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的支架号，an为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的支架号，t1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的时间，tn为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的时间，Count为计数函数。
①使用逐步判别法查找采煤机位置变化的连续递增/减子序列,用{an}表示。
②读取递增/减子序列{an}中a1和an对应的起始时间，用t1和tn表示；
③对所有的递增/减子序列{an}，查找满足下列条件的序列:
Figure GDA0003231361980000121
其中A，B，C，D为常数。
根据工作面液压支架的数量和采煤机位置数据质量，单位时间内的位置变化A＝20～50个/小时、B＝50～100个/小时，支架号差值C＝90～130个，采集有效支架数D＝30～50。
④对步骤③中满足条件的序列认为是一个完整的割煤循环，统计循环数量(即：割煤刀数)为M，计算累计进尺Acc＝Acc+M*0.865米/刀，即可算出当前时间下煤机所在位置。
连续递增序列和连续递减序列的搜索是连续的，即搜索完第一个连续递增序列后，将搜索连续递减序列，然后在搜索连续递增序列，如此循环直到将所有的采煤机位移变化数据都搜索一遍。
然后将有效的连续递增序列和连续递减序列作为割煤循环序列，割煤循环序列的序号为进割煤的刀数，因此，第一割煤循环序列对应的是第一刀割煤时的采煤机位移变化数据，第c个割煤循环序列对应的是第c刀割煤时的采煤机位移变化数据。
在其中一个实施例中，所述在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列，具体包括：
采用如下方式查找连续递增序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1和an，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1<当前采煤机位移时序变化数据的支架号an时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列；
当an-1≥an'时，向后搜索K1个采煤机位移时序变化数据，若存在an-1<第m个采煤机位移时序变化数据的支架号am，将第m个采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列，并以第m个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K1为预设常数；
采用如下方式查找连续递减序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'和an'，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'>当前采煤机位移时序变化数据的支架号an'时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列；
当an-1'≤an'时，向后搜索K2个支架，若存在an-1'＞第m’个采煤机位移时序变化数据的支架号am'，将第m’个采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列，并以第m’个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K2为预设常数。
具体来说，在查找连续递增序列过程中，相邻两个位置当an-1<an'时，将an'加入{an}序列；当an-1≥an'时，以an-1位置向后搜索10个支架，若存在an-1<am'，将am'加入{an}序列，并以am'为查找基点继续向后查找。
本实施例考虑割三角煤情况，避免查找连续递增或递减序列时出现遗漏。
在其中一个实施例中，所述在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力，具体包括：
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵
Figure GDA0003231361980000141
其中Fcd为采煤机在第c个割煤循环序列中经过第d个液压支架的最大工作阻力的压力值。
本实施例通过压力矩阵关联割煤循环序列和液压支架，从而将位置与压力进行关联。
在其中一个实施例中，所述根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距，具体包括：
对压力矩阵进行切片，得到多个子压力矩阵；
对于每个子压力矩阵，根据每个压力值与压力阈值的比较，将子压力矩阵转换为对应的来压标识矩阵P：
Figure GDA0003231361980000142
其中pij为第i个割煤循环序列中经过第j个液压支架的最大工作阻力的压力值Fij与压力阈值的比较结果，如果Fij≥F1阈值，则pij＝1，如果Fij<F1阈值，则pqt＝0；
计算所述来压标识矩阵P的来压强度矩阵
Figure GDA0003231361980000143
其中
Figure GDA0003231361980000144
根据pij的近邻矩阵
Figure GDA0003231361980000145
计算得到，当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥N1时，设
Figure GDA0003231361980000146
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1＜N2时，设
Figure GDA0003231361980000147
其中N1、N2为预设常数；
根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵转换为来压强度列向量
Figure GDA0003231361980000151
将来压强度列向量通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列，对所述来压强度特征字符串序列进行匹配，得到多个来压持续片段和非来压持续片段，将每个来压持续片段包括的数值作为一次来压割煤刀数计算出本次来压持续距离，将本次来压持续距离对应的来压持续片段和下次来压持续距离对应的来压持续片段之间的非来压持续片段的位数，作为本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数，基于本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数计算得到本次来压结束到下次来压开始的距离，将本次来压结束到下次来压开始的距离加上本次来压持续距离，作为本次来压步距；
对于每个子压力矩阵，得到该子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，根据多个子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，加权计算得到整个工作面的来压步距。
具体来说，将采煤工作面沿倾斜方向按照(1:2:4:2:1)划分为5个区域，即：I区、II区、III区、IV区、V区，因为第I区、V区来压极少，而第II区、III区、IV区来压频繁且间隔较短，对整个工作面影响较大，需要分区域分别计算来压步距，然后通过加权法计算出整个工作面来压步距。
来压步距计算，以第III区为例阐述来压步距计算的技术方案，其它区域计算方案相同。主要步骤如下：
①对压力矩阵Γ切片，截取出第III区压力矩阵Γ'，根据矩阵中每个压力值Fij与压力阈值大小的不同，将Fij分为两部分，即当Fij≥350bar时，标记为pij＝1；Fij＜350bar标记为pij＝0；得到来压标识矩阵，记作：
Figure GDA0003231361980000161
②逐个分析来压标识矩阵判别近邻来压强度，当pij近邻矩阵
Figure GDA0003231361980000162
中，pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥6时，设
Figure GDA0003231361980000163
5当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1＜6时，设
Figure GDA0003231361980000164
得到来压强度矩阵，记作：
Figure GDA0003231361980000165
③根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵与n维列向量
Figure GDA0003231361980000166
相乘，得到来压强度列向量，记作：
Figure GDA0003231361980000167
④将来压强度列向量
Figure GDA0003231361980000168
通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列：str＝"x1x2...xn",使用正则表达式：
regEx＝"([1-9]{3,}|[2-9]{2,})(0{1,2}[1-9]{1,})*"匹配字符串str，可匹配出来压持续片段，按照刀进尺0.865米/刀转换从而得到来压持续距离，与本次来压结束到下次来压开始的距离相加，进而计算出本次来压步距。
分别计算出5个区域:I区、II区、III区、IV区、V区的历史来压步距列表以及平均来压步距，然后通过加权法计算出整个工作面来压步距。
如图2所示为本发明一种综采面来压步距自动测量电子设备的硬件结构示意图，包括：
至少一个处理器201；以及，
与所述至少一个处理器201通信连接的存储器202；其中，
所述存储器202存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据，所述支架压力时序变化数据包括每个液压支架与时间对应的压力数据，所述采煤机位移时序变化数据包括采煤机在不同时间所经过的液压支架支架号；
从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列；
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；
根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。
电子设备还可以包括：输入装置203和显示装置204。
处理器201、存储器202、输入装置203及显示装置204可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。
存储器202作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的综采面来压步距自动测量方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器201通过运行存储在存储器202中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的综采面来压步距自动测量方法。
存储器202可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据综采面来压步距自动测量方法的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器202可选包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行综采面来压步距自动测量方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置203可接收输入的用户点击，以及产生与综采面来压步距自动测量方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置204可包括显示屏等显示设备。
在所述一个或者多个模块存储在所述存储器202中，当被所述一个或者多个处理器201运行时，执行上述任意方法实施例中的综采面来压步距自动测量方法。
本发明提供的一种基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动计算方法，无需人工参与，通过数据自动采集、程序自动运算，可实现由计算机自动识别割煤行为、采集最大工作阻力、计算来压步距，矿压数据分析效率及分析准确性更高，极大的降低了煤矿企业生产成本。
在其中一个实施例中，所述从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列，具体包括：
在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列；
选择满足
Figure GDA0003231361980000181
的待选割煤循环序列作为割煤循环序列，其中A为最小位置变化速度常数，B为最大位置变化速度常数，C为最短位移距离，D为最小序列数量，a1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的支架号，an为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的支架号，t1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的时间，tn为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的时间，Count为计数函数。
在其中一个实施例中，所述在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列，具体包括：
采用如下方式查找连续递增序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1和an，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1<当前采煤机位移时序变化数据的支架号an时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列；
当an-1≥an'时，向后搜索K1个采煤机位移时序变化数据，若存在an-1<第m个采煤机位移时序变化数据的支架号am，将第m个采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列，并以第m个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K1为预设常数；
采用如下方式查找连续递减序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'和an'，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'>当前采煤机位移时序变化数据的支架号an'时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列；
当an-1'≤an'时，向后搜索K2个支架，若存在an-1'＞第m’个采煤机位移时序变化数据的支架号am'，将第m’个采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列，并以第m’个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K2为预设常数。
在其中一个实施例中，所述在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力，具体包括：
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵
Figure GDA0003231361980000201
其中Fcd为采煤机在第c个割煤循环序列中经过第d个液压支架的最大工作阻力的压力值。
在其中一个实施例中，所述根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距，具体包括：
对压力矩阵进行切片，得到多个子压力矩阵；
对于每个子压力矩阵，根据每个压力值与压力阈值的比较，将子压力矩阵转换为对应的来压标识矩阵P：
Figure GDA0003231361980000202
其中pij为第i个割煤循环序列中经过第j个液压支架的最大工作阻力的压力值Fij与压力阈值的比较结果，如果Fij≥F1阈值，则pij＝1，如果Fij<F1阈值，则pqt＝0；
计算所述来压标识矩阵P的来压强度矩阵
Figure GDA0003231361980000203
其中
Figure GDA0003231361980000204
根据pij的近邻矩阵
Figure GDA0003231361980000205
计算得到，当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥N1时，设
Figure GDA0003231361980000206
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1＜N2时，设
Figure GDA0003231361980000207
其中N1、N2为预设常数；
根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵转换为来压强度列向量
Figure GDA0003231361980000208
将来压强度列向量通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列，对所述来压强度特征字符串序列进行匹配，得到多个来压持续片段和非来压持续片段，将每个来压持续片段包括的数值作为一次来压割煤刀数计算出本次来压持续距离，将本次来压持续距离对应的来压持续片段和下次来压持续距离对应的来压持续片段之间的非来压持续片段的位数，作为本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数，基于本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数计算得到本次来压结束到下次来压开始的距离，将本次来压结束到下次来压开始的距离加上本次来压持续距离，作为本次来压步距；
对于每个子压力矩阵，得到该子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，根据多个子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，加权计算得到整个工作面的来压步距。
作为本发明最佳实施例，一种基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动计算方法，包括：
首先，通过对采煤机割煤曲线分析，去掉无效数据，建立识别割煤行统计有效割煤刀数的分析模型，按照0.8～0.865米/刀累计工作面进尺，从而得到工作面时间与进尺的对应关系。其次，周期性获取采煤阶段每个液压支架最大工作阻力，确定为当前进尺下的压力值。然后，对压力值进行划分，高于350bar认为顶板来压并做相应标记，根据标记点分布特征，可以建立工作面来压步距统计分析模型，当邻近区域来压特征值达到设定条件判断为来压，同时可以计算本次来压持续距离和距离下次来压时的来压步距。
如此一来，通过分析煤机位置及矿压变化特征，采集有效数据，建立数据分析模型，即可自动计算综采工作面来压步距。具体实施方式如下：
数据采集及集中存储，在工作面中选取1#、4#、7#、……133#、136#、……、(3*N-2)支架右压力和采煤机位置为研究对象，每隔30s采集一次数据,使用SQL Server数据库作为系统管理和实时数据的主要存储平台；如图3所示，压力低于250bar认为安全矿压分为一类，每增加50bar为一种类别并指定一种颜色，颜色越深表示顶板压力越大，有利于可视化展示。350bar作为压力阀值，高于350bar认为顶板来压用于来压步距计算；将采煤工作面沿倾斜方向按照(1:2:4:2:1)划分为5个区域，即：I区、II区、III区、IV区、V区，因为第I区、V区来压极少，而第II区、III区、IV区来压频繁且间隔较短，对整个工作面影响较大，需要分区域分别计算来压步距，然后通过加权法计算出整个工作面来压步距。
(2)累计进尺与时间自动对应，详细步骤如下：①使用逐步判别法查找采煤机位置变化的最大递增/减子序列,用{an}表示。在查找最大递增序列过程中，相邻两个位置当an-1<an'时，将an'加入{an}序列；当an-1≥an'时，以an-1位置向后搜索10个支架(考虑割三角煤情况)，若存在an-1<am'，将am'加入{an}序列，并以am'为查找基点继续向后查找；②读取递增/减子序列{an}中a1和an对应的起始时间，用t1和tn表示；③对所有的递增/减子序列{an}，查找满足下列条件的序列:
Figure GDA0003231361980000221
其中A，B，C，D为常数。根据工作面液压支架的数量和采煤机位置数据质量，单位时间内的位置变化A＝20～50个/小时、B＝50～100个/小时，支架号差值C＝90～130个，采集有效支架数D＝30～50；④对步骤③中满足条件的序列认为是一个完整的割煤循环，统计循环数量(即：割煤刀数)为M，计算累计进尺Acc＝Acc+M*0.865米/刀，即可算出当前时间下煤机所在位置。
通过计算可实现累计进尺与时间的一一对应，如图4所示：
(3)液压支架最大循环末阻力采集，采煤机在经过液压支架割煤的过程中，顶板作用于支架的压力由初撑力后的稳定状态逐步增大，直到煤机离开支架向前推移，这个过程中支架承受顶板来压时的最大支撑力称为支架的工作阻力。在每个割煤循环过程中使用公式Fmax＝max{F(t,t煤机进入＜t＜t煤机离开)}计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，最终形成压力矩阵，记作：
Figure GDA0003231361980000231
其中，n为割煤刀数，m为支架数量。
(4)来压步距计算，先分别计算I区、II区、III区、IV区、V区来压步距，主要计算步骤如下：
①对压力矩阵Γ切片，截取出第III区压力矩阵Γ'，根据矩阵中每个压力值Fij与压力阈值大小的不同，将Fij分为两部分，即当Fij≥350bar时，标记为pij＝1；Fij＜350bar标记为pij＝0；得到来压标识矩阵，记作：
Figure GDA0003231361980000232
②逐个分析来压标识矩阵判别近邻来压强度，当pij近邻矩阵
Figure GDA0003231361980000233
中，pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥6时，设
Figure GDA0003231361980000234
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1＜6时，设
Figure GDA0003231361980000235
得到来压强度矩阵，记作：
Figure GDA0003231361980000241
③根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵与n维列向量
Figure GDA0003231361980000242
相乘，得到来压强度列向量，记作：
Figure GDA0003231361980000243
④将来压强度列向量
Figure GDA0003231361980000244
通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列：str＝"x1x2...xn",使用正则表达式：
regEx＝"([1-9]{3,}|[2-9]{2,})(0{1,2}[1-9]{1,})*"匹配字符串str，可匹配出来压持续片段，每个来压持续片段为一个数值，表示割煤刀数，因此，通过刀进尺0.865米/刀转换从而得到来压持续距离。而本次来压持续片段与下次来压持续片段之间的非来压持续片段的位数即为本次来压结束到下次来压开始的的割煤刀数，因此，同样通过刀进尺0.865米/刀转换从而得到本次来压结束到下次来压开始的距离。将其加上本次来压持续距离，进而计算出本次来压步距。
按照如上步骤分别计算出I，II...V区域每次来压的次序、来压时间、工作面推进度、来压持续距离、来压步距等，第III区域来压情况表如下表所示：
表1工作面第III区(40～85号支架)来压情况表
Figure GDA0003231361980000245
Figure GDA0003231361980000251
(5)第I区来压1次，首次来压位置14.705m；第II区来压70次，平均来压步距18.795m；第III区来压119次，平均来压步距16.857m；第IV区来压114次，平均来压步距16.61m；第V区来压23次，平均来压步距20.76m，生成如图5所示的历史来压步距统计分析图。由此得到综采工作面加权平均来压步距为16.97m。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种综采面来压步距自动测量方法，其特征在于，包括：
采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据，所述支架压力时序变化数据包括每个液压支架与时间对应的压力数据，所述采煤机位移时序变化数据包括采煤机在不同时间所经过的液压支架支架号；
从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列；
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；
根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。
2.根据权利要求1所述的综采面来压步距自动测量方法，其特征在于，所述从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列，具体包括：
在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列；
选择满足
Figure FDA0003069491800000011
的待选割煤循环序列作为割煤循环序列，其中A为最小位置变化速度常数，B为最大位置变化速度常数，C为最短位移距离，D为最小序列数量，a1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的支架号，an为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的支架号，t1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的时间，tn为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的时间，Count为计数函数。
3.根据权利要求2所述的综采面来压步距自动测量方法，其特征在于，所述在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列，具体包括：
采用如下方式查找连续递增序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1和an，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1<当前采煤机位移时序变化数据的支架号an时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列；
当an-1≥a′n时，向后搜索K1个采煤机位移时序变化数据，若存在an-1<第m个采煤机位移时序变化数据的支架号am，将第m个采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列，并以第m个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K1为预设常数；
采用如下方式查找连续递减序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'和an'，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'>当前采煤机位移时序变化数据的支架号an'时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列；
当an-1'≤an'时，向后搜索K2个支架，若存在an-1'>第m’个采煤机位移时序变化数据的支架号am'，将第m’个采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列，并以第m’个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K2为预设常数。
4.根据权利要求1所述的综采面来压步距自动测量方法，其特征在于，所述在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力，具体包括：
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵
Figure FDA0003069491800000031
其中Fcd为采煤机在第c个割煤循环序列中经过第d个液压支架的最大工作阻力的压力值。
5.根据权利要求4所述的综采面来压步距自动测量方法，其特征在于，所述根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距，具体包括：
对压力矩阵进行切片，得到多个子压力矩阵；
对于每个子压力矩阵，根据每个压力值与压力阈值的比较，将子压力矩阵转换为对应的来压标识矩阵P：
Figure FDA0003069491800000032
其中pij为第i个割煤循环序列中经过第j个液压支架的最大工作阻力的压力值Fij与压力阈值的比较结果，如果Fij≥F1阈值，则pij＝1，如果Fij<F1阈值，则pqt＝0；
计算所述来压标识矩阵P的来压强度矩阵
Figure FDA0003069491800000033
其中
Figure FDA0003069491800000034
根据pij的近邻矩阵
Figure FDA0003069491800000035
计算得到，当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥N1时，设
Figure FDA0003069491800000036
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1<N2时，设
Figure FDA0003069491800000037
其中N1、N2为预设常数；
根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵转换为来压强度列向量
Figure FDA0003069491800000038
将来压强度列向量通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列，对所述来压强度特征字符串序列进行匹配，得到多个来压持续片段和非来压持续片段，将每个来压持续片段包括的数值作为一次来压割煤刀数计算出本次来压持续距离，将本次来压持续距离对应的来压持续片段和下次来压持续距离对应的来压持续片段之间的非来压持续片段的位数，作为本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数，基于本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数计算得到本次来压结束到下次来压开始的距离，将本次来压结束到下次来压开始的距离加上本次来压持续距离，作为本次来压步距；
对于每个子压力矩阵，得到该子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，根据多个子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，加权计算得到整个工作面的来压步距。
6.一种基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动测量电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集工作面支架压力时序变化数据和采煤机位移时序变化数据，所述支架压力时序变化数据包括每个液压支架与时间对应的压力数据，所述采煤机位移时序变化数据包括采煤机在不同时间所经过的液压支架支架号；
从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列；
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力；
根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距。
7.根据权利要求6所述的基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动测量电子设备，其特征在于，所述从所述采煤机位移变化数据中查找出多个连续递增序列、连续递减序列，将有效的所述连续递增序列和所述连续递减序列作为割煤循环序列，具体包括：
在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列；
选择满足
Figure FDA0003069491800000051
的待选割煤循环序列作为割煤循环序列，其中A为最小位置变化速度常数，B为最大位置变化速度常数，C为最短位移距离，D为最小序列数量，a1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的支架号，an为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的支架号，t1为待选割煤循环序列中的第一个采煤机位移变化数据的时间，tn为待选割煤循环序列中的最后一个采煤机位移变化数据的时间，Count为计数函数。
8.根据权利要求7所述的基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动测量电子设备，其特征在于，所述在所述采煤机位移变化数据中依次查找多个连续递增序列和连续递减序列作为待选割煤循环序列，具体包括：
采用如下方式查找连续递增序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1和an，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1<当前采煤机位移时序变化数据的支架号an时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列；
当an-1≥a′n时，向后搜索K1个采煤机位移时序变化数据，若存在an-1<第m个采煤机位移时序变化数据的支架号am，将第m个采煤机位移时序变化数据加入该连续递增序列，并以第m个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K1为预设常数；
采用如下方式查找连续递减序列：
依次比较相邻两个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'和an'，如果前一个采煤机位移时序变化数据的支架号an-1'>当前采煤机位移时序变化数据的支架号an'时，将当前采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列；
当an-1'≤an'时，向后搜索K2个支架，若存在an-1'>第m’个采煤机位移时序变化数据的支架号am'，将第m’个采煤机位移时序变化数据加入该连续递减序列，并以第m’个采煤机位移时序变化数据为查找基点继续向后查找，否则结束搜索，其中K2为预设常数。
9.根据权利要求6所述的基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动测量电子设备，其特征在于，所述在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵，所述压力矩阵包括每个割煤循环序列在每个液压支架的最大工作阻力，具体包括：
在每个割煤循环序列中计算出采煤机经过液压支架时的最大工作阻力，形成整个工作面的压力矩阵
Figure FDA0003069491800000061
其中Fcd为采煤机在第c个割煤循环序列中经过第d个液压支架的最大工作阻力的压力值。
10.根据权利要求9所述的基于煤机位置及矿压变化特征的综采面来压步距自动测量电子设备，其特征在于，所述根据所述压力矩阵计算出整个工作面的来压步距，具体包括：
对压力矩阵进行切片，得到多个子压力矩阵；
对于每个子压力矩阵，根据每个压力值与压力阈值的比较，将子压力矩阵转换为对应的来压标识矩阵P：
Figure FDA0003069491800000071
其中pij为第i个割煤循环序列中经过第j个液压支架的最大工作阻力的压力值Fij与压力阈值的比较结果，如果Fij≥F1阈值，则pij＝1，如果Fij<F1阈值，则pqt＝0；
计算所述来压标识矩阵P的来压强度矩阵
Figure FDA0003069491800000072
其中
Figure FDA0003069491800000073
根据pij的近邻矩阵
Figure FDA0003069491800000074
计算得到，当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1≥N1时，设
Figure FDA0003069491800000075
当pi-1j-1+pi-1j+pi-1j+1+pij-1+pij+pij+1+pi+1j-1+pi+1j+pi+1j+1<N2时，设
Figure FDA0003069491800000076
其中N1、N2为预设常数；
根据来压强度矩阵计算来压强度向量，将来压强度矩阵转换为来压强度列向量
Figure FDA0003069491800000077
将来压强度列向量通过数值拼接转换为来压强度特征字符串序列，对所述来压强度特征字符串序列进行匹配，得到多个来压持续片段和非来压持续片段，将每个来压持续片段包括的数值作为一次来压割煤刀数计算出本次来压持续距离，将本次来压持续距离对应的来压持续片段和下次来压持续距离对应的来压持续片段之间的非来压持续片段的位数，作为本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数，基于本次来压结束到下次来压开始的割煤刀数计算得到本次来压结束到下次来压开始的距离，将本次来压结束到下次来压开始的距离加上本次来压持续距离，作为本次来压步距；
对于每个子压力矩阵，得到该子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，根据多个子压力矩阵的来压步距数量和平均来压步距，加权计算得到整个工作面的来压步距。
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