CN112906211A - 矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备 - Google Patents

矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备 Download PDF

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周海丰
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Shenhua Shendong Coal Group Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备，其包括：获取液压支架的工作阻力变化曲线；将所述工作阻力变化曲线划分为多个直线段；计算每个直线段的斜率；筛选出斜率最大的直线段，作为目标直线段；确定目标直线段的目标起点；所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据。利用本申请可使矿压规律研究数据更接近顶板实际压力，能够更准确地反映上覆岩体顶板活动规律，提高综采工作面矿压研究的准确性。

Description

矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备
技术领域
本申请涉及煤矿技术领域，具体涉及一种矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备。
背景技术
煤矿综采工作面过断层、破碎带、薄基岩、上覆采空区集中煤柱、空巷及7m以上超大采高工作面初末采时，矿压显现强烈，易发生顶板下沉、冒顶、压死液压支架及大面积悬顶垮落产生飓风伤人等灾害事故，给矿井正常的安全生产带来很大影响，因此，有必要对综采工作面矿压规律进行研究。
目前，在研究综采工作面矿压规律时，一般仅选用液压支架工作阻力的最大值。发明人在实现本申请的过程中发现，工作阻力的最大值不能真实反映顶板压力，采用工作阻力的最大值研究矿压规律，容易导致矿压规律不准确。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备，以解决上述技术问题。
本申请提出一种矿压规律研究数据的确定方法，其包括：获取液压支架的工作阻力变化曲线；将所述工作阻力变化曲线划分为多个直线段；计算每个直线段的斜率；筛选出斜率最大的直线段，作为目标直线段；确定目标直线段的目标起点；将所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据。
可选地，获取液压支架的工作阻力变化曲线包括：每间隔预定时间，采集液压支架的工作阻力；根据工作阻力和时间绘制工作阻力变化曲线。
可选地，每间隔预定时间，采集液压支架的工作阻力，之前还包括：确定需要采集工作阻力的液压支架。
可选地，所述液压支架的工作阻力变化曲线的时间起点为综采工作面切眼开采时，时间终点为综采工作面与回撤通道贯通回采结束时。
可选地，采用压力传感器采集液压支架的工作阻力。
可选地，所述预定时间为5-7秒。
可选地，相邻两架需要采集工作阻力的液压支架之间间隔至少五架液压支架。
可选地，将所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据之后，还包括：将所有矿压规律研究数据以色谱图的形式显示。
本申请还提供一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为如上所述的矿压规律研究数据的确定方法。
本申请还一种电子设备，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执行如上所述的矿压规律研究数据的确定方法。
本申请提供的矿压规律研究数据的确定方法、存储介质和电子设备通过获取液压支架的工作阻力变化曲线，将工作阻力变化曲线划分为多个直线段，求取每个直线段的斜率，挑选出斜率的最大值，并将斜率最大值所对应的目标直线段的目标起点的工作阻力作为矿压规律研究数据，可使矿压规律研究数据更接近顶板实际压力，能够更准确地反映上覆岩体顶板活动规律，提高综采工作面矿压研究的准确性。
附图说明
图1是本申请的矿压规律研究数据的确定方法的流程图。
图2是本申请的液压支架的工作阻力变化曲线。
图3是本申请的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1是本申请的矿压规律研究数据的确定方法的流程图。如图1所示，本申请提供的矿压规律研究数据的确定方法，其包括：
S100，获取液压支架的工作阻力变化曲线；
液压支架在一个采煤机割煤循环内的工作阻力变化曲线，其时间起点为综采工作面切眼开采时，时间终点为综采工作面与回撤通道贯通回采结束时。
S200，将所述工作阻力变化曲线划分为多个直线段；
如图2所示，液压支架在一个采煤机割煤循环内的工作阻力变化曲线可以划分为六个阶段，具体地：
第一阶段：当液压支架前移、重新支撑顶板后，在短时间(约10-20秒)内达到初撑压力Ps，0-s时间段为液压支架的初撑阶段；
第二阶段：顶板开始下沉，液压支架的工作阻力在ta时间段内迅速增大直至平衡状态为止，s-a为液压支架的工作阻力迅速增加阶段；
第三阶段：当液压支架与顶板达到相对平衡时，液压支架的工作阻力处于稳定状态，且随着上覆顶板的下沉，在tb时间段内，液压支架的工作阻力呈现缓慢增加状态，a-b为液压支架的稳定阶段；
第四阶段：当采煤机再次割煤接近液压支架时，在tc时间段内，由于液压支架附近的空顶距突然增大，上覆顶板开始下沉，将压力全部转移到液压支架上，导致液压支架的工作阻力突然增大，b-c为采煤机割煤的影响阶段；
第五阶段：当相邻液压支架降柱移架时，在td时间段内，顶板载荷突然转移到该架液压支架上，并在很短时间内(一般为1-3分钟)，该架液压支架的工作阻力迅速增加，c-d为液压支架的工作阻力又一次迅速增加阶段；
第六阶段：当液压支架降柱、前移时，液压支架的工作阻力迅速降至零，此阶段为d-e。
S300，计算每个直线段的斜率；
分别计算sa、ab、bc、cd、de直线段的斜率。
利用斜率公式：k＝tanα＝(y2-y1)/(x2-x1)或(y1-y2)/(x1-x2)实时计算液压支架的工作阻力变化曲线的斜率，其中，x2,x1为时间，y2、y1为工作阻力。
S400，筛选出斜率最大的直线段，作为目标直线段；
如图2所示，直线段cd为目标直线段。
S500，确定目标直线段的目标起点；
在图2中，目标直线段的目标起点为c。其中，目标起点为目标直线段上距离综采工作面切眼开采时间间隔最短的点。
S600，将所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据。
将目标起点c所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据。
在本实施例中，斜率代表液压支架工作阻力的增速。液压支架随着上覆顶板的下沉，液压支架工作阻力按照一定的斜率呈现缓慢增加的状态，此时的工作阻力能够反映上覆顶板的压力状况。
当相邻液压支架降柱移架时，顶板载荷突然转移到与该液压支架上，短时间内，该液压支架的工作阻力迅速增加，故斜率增大，此时的工作阻力不能反映顶板的压力状况。因此，选取目标起点所对应的工作阻力与顶板实际压力最接近，作为综采工作面矿压研究使用更为准确。
本申请提供的矿压规律研究数据的确定方法通过获取液压支架的工作阻力变化曲线，将工作阻力变化曲线划分为多个直线段，求取每个直线段的斜率，挑选出斜率的最大值，并将斜率最大值所对应的目标直线段的目标起点的工作阻力作为矿压规律研究数据，可使矿压规律研究数据更接近顶板实际压力，能够更准确地反映上覆岩体顶板活动规律，提高综采工作面矿压研究的准确性。
进一步地，S100，获取液压支架的工作阻力变化曲线包括：
S110，每间隔预定时间，采集液压支架的工作阻力；
在每个综采工作面上安装电液控制系统，在每架液压支架的立柱上安装压力传感器，利用压力传感器获取工作阻力。
压力传感器测量的工作阻力发送至电液控制系统。电液控制系统可控制液压支架工作。
在本实施例中，预定时间为5-7秒，优选地，预定时间为6秒。
S120，根据工作阻力和时间绘制工作阻力变化曲线。
如图2所示，以时间为横轴，以工作阻力为纵轴，建立直角坐标系，在直角坐标系内绘制工作阻力曲线。
通过每间隔预定时间采集工作阻力，可减少数据的采集量，提高数据的处理速度。
可选地，S110，每间隔预定时间，采集液压支架的工作阻力之前，还包括：
确定需要采集工作阻力的液压支架。
相邻两架需要采集工作阻力的液压支架之间间隔至少五架液压支架，以进一步地减少数据的采集量，提高数据的处理速度。
在综采工作面上，每隔5架液压支架选取一架液压支架作为采集对象，例如分别采集5#、10#、15#、…175#液压支架的工作阻力，综采工作面一共选取35个液压支架。
在其中一个具体实施例中，S600，将所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据之后，还包括：
将所有矿压规律研究数据以色谱图的形式显示。
通过色谱图的形式显示，可更加直观地分析和总结综采工作面周期来压步距、周期来步距、来压强度等矿压规律，以便更好地指导矿井安全生产。
本申请还提供一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为如上所述的矿压规律研究数据的确定方法。
本申请还提供一种电子设备，如图3所示，其包括：
至少一个处理器701；以及，
与所述至少一个处理器701通信连接的存储器702；其中，
所述存储器702存储有可被所述至少一个处理器701执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器701执行，以使所述至少一个处理器701能够执行如上所述的矿压规律研究数据的确定方法。
执行如上所述的矿压规律研究数据的确定方法的设备还可以包括：输入装置703和输出装置704。处理器701、存储器702、输入装置703和输出装置704可以通过总线或者其他方式连接。
存储器702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。处理器701通过运行存储在存储器702中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的矿压规律研究数据的确定方法。
存储器702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矿压规律研究数据的确定方法的使用所创建的数据等。此外，存储器702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。
输入装置703可接收输入的数字或字符信息，以及产生与矿压规律研究数据的确定方法相关的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置704可包括显示屏等显示设备。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器702中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的矿压规律研究数据的确定方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于：
(1)移动通信设备：这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括：智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备：这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括：PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
(3)便携式娱乐设备：这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括：音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
(4)服务器：提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
(5)其他具有数据交互功能的电子装置。
基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，包括：
获取液压支架的工作阻力变化曲线；
将所述工作阻力变化曲线划分为多个直线段；
计算每个直线段的斜率；
筛选出斜率最大的直线段，作为目标直线段；
确定目标直线段的目标起点；
将所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据。
2.如权利要求1所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，获取液压支架的工作阻力变化曲线包括：
每间隔预定时间，采集液压支架的工作阻力；
根据工作阻力和时间绘制工作阻力变化曲线。
3.如权利要求2所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，每间隔预定时间，采集液压支架的工作阻力，之前还包括：
确定需要采集工作阻力的液压支架。
4.如权利要求3所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，所述液压支架的工作阻力变化曲线的时间起点为综采工作面切眼开采时，时间终点为综采工作面与回撤通道贯通回采结束时。
5.如权利要求4所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，采用压力传感器采集液压支架的工作阻力。
6.如权利要求5所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，所述预定时间为5-7秒。
7.如权利要求6所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，相邻两架需要采集工作阻力的液压支架之间间隔至少五架液压支架。
8.如权利要求1-7任一所述的矿压规律研究数据的确定方法，其特征在于，将所述目标起点所对应的工作阻力作为矿压规律研究数据之后，还包括：
将所有矿压规律研究数据以色谱图的形式显示。
9.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为如权利要求1-8任一所述的矿压规律研究数据的确定方法。
10.一种电子设备，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执行如权利要求1-8任一所述的矿压规律研究数据的确定方法。
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