【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及煤礦安全以及煤與瓦斯預(yù)測(cè)，尤其涉及基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)階段，研究者通過各種傳感器收集數(shù)據(jù)，并對(duì)傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)和告警，在降低煤礦災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和提升礦工安全等方面具有重要的實(shí)際意義。研究結(jié)果表明：再大的地應(yīng)力如果處于靜止的、恒定狀態(tài)，就不會(huì)激發(fā)突出，主要以吸附狀態(tài)存在的瓦斯，本身沒有驅(qū)動(dòng)突出能量。同時(shí)當(dāng)開采方法和開采強(qiáng)度發(fā)生了很大變化時(shí)，會(huì)大大加劇工作面的應(yīng)力緊張程度，沒有給工作面的集中應(yīng)力足夠多的緩解應(yīng)力緊張的空間和時(shí)間，發(fā)生突出的直接原因不取決于煤層中的瓦斯，而是取決于地應(yīng)力的集中程度能否破壞起主要承載作用的頂板巖石，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，所以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面的遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)測(cè)分析、指導(dǎo)和規(guī)范管理，是解決和防范突出事故的一個(gè)十分有效的途徑和方法。但是大多沒有解決如何將獲取的多參數(shù)數(shù)據(jù)融合并提取特征，以構(gòu)建預(yù)警模型和預(yù)警策略識(shí)別礦井異常，同時(shí)生成預(yù)警信號(hào)和預(yù)警危險(xiǎn)區(qū)并可視化顯示，同時(shí)根據(jù)預(yù)警效果動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)警模型和預(yù)警策略。
2、如公開號(hào)為cn113374525a的中國專利公開了一種基于多參量數(shù)據(jù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)綜合預(yù)警方法，該方法以可定量表征的常規(guī)指標(biāo)對(duì)煤層工作面進(jìn)行突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，并對(duì)常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重系數(shù)分配，再引入用于定性表征的基礎(chǔ)信息作為綜合指標(biāo)系數(shù)，將定量表征的常規(guī)指標(biāo)和定性表征的多參量基礎(chǔ)信息相互融合進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合預(yù)警，該預(yù)警方法能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)區(qū)域真實(shí)情況的一致性進(jìn)行描述，以更真實(shí)、更全面的反映事物本質(zhì)，彌補(bǔ)
3、如授權(quán)公告號(hào)為cn110043317b的中國專利公開了一種礦山災(zāi)害多參量局部危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，能準(zhǔn)確地判識(shí)局部危險(xiǎn)區(qū)的位置和危險(xiǎn)等級(jí)，能有針對(duì)性地指導(dǎo)礦井進(jìn)行災(zāi)害防護(hù)，能夠滿足各礦井現(xiàn)場(chǎng)需求。上述預(yù)警方法包括步驟1，礦山災(zāi)害監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間定位；步驟2，獲得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初始危險(xiǎn)指數(shù)i單點(diǎn)初始；步驟3，檢索各監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況；步驟4，監(jiān)測(cè)點(diǎn)初始危險(xiǎn)指數(shù)修正；步驟5，獲得局部危險(xiǎn)區(qū)位置及危險(xiǎn)等級(jí)。解決了現(xiàn)有預(yù)警方法無法準(zhǔn)確判識(shí)局部危險(xiǎn)區(qū)的位置和危險(xiǎn)等級(jí)，不能有針對(duì)性地指導(dǎo)礦井進(jìn)行災(zāi)害防護(hù)的問題。
4、以上專利存在本
技術(shù)介紹
提出的問題：上述煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)綜合預(yù)警方法通過可定量表征的常規(guī)指標(biāo)對(duì)煤層工作面進(jìn)行突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，并對(duì)常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重系數(shù)分配，再引入用于定性表征的基礎(chǔ)信息作為綜合指標(biāo)系數(shù)，將定量表征的常規(guī)指標(biāo)和定性表征的多參量基礎(chǔ)信息相互融合進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合預(yù)警；上述礦山災(zāi)害多參量局部危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法通過對(duì)礦山災(zāi)害監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間定位，獲取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初始危險(xiǎn)指數(shù)i單點(diǎn)初始，并檢索各監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)初始危險(xiǎn)指數(shù)修正以獲得局部危險(xiǎn)區(qū)位置及危險(xiǎn)等級(jí)。上述兩個(gè)專利沒有解決如何將獲取的多參數(shù)數(shù)據(jù)融合并提取特征，以構(gòu)建預(yù)警模型和預(yù)警策略識(shí)別礦井異常，同時(shí)生成預(yù)警信號(hào)和預(yù)警危險(xiǎn)區(qū)并可視化顯示，同時(shí)根據(jù)預(yù)警效果動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)警模型和預(yù)警策略的問題。為解決這一問題，本專利技術(shù)提出基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術(shù)實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和專利技術(shù)名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術(shù)名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本專利技術(shù)的范圍。
2、鑒于上述現(xiàn)有基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法存在的問題，提出了本專利技術(shù)。
3、因此，本專利技術(shù)目的是提供基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法。
4、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
5、基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，包括：通過傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取多參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過監(jiān)測(cè)傳輸策略連接傳感器網(wǎng)絡(luò)，將多參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)；
6、通過特征融合策略提取傳輸至云平臺(tái)的多參數(shù)數(shù)據(jù)的特征，生成多參數(shù)特征，并進(jìn)行融合處理；
7、根據(jù)多參數(shù)特征構(gòu)建突出預(yù)警模型和突出預(yù)警策略，通過獲取歷史突出事件和正常事件訓(xùn)練突出預(yù)警模型；
8、通過突出預(yù)警模型和突出預(yù)警策略識(shí)別異常狀態(tài)，若識(shí)別出異常，生成信號(hào)，并定位至信號(hào)區(qū)，同時(shí)發(fā)送控制指令；
9、將信號(hào)和信號(hào)區(qū)在云平臺(tái)中可視化顯示，同時(shí)傳輸至管理人員和專業(yè)分析人員，并遠(yuǎn)程分析和判斷預(yù)測(cè)效果；
10、根據(jù)多參數(shù)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)效果動(dòng)態(tài)調(diào)整突出預(yù)警模型和突出預(yù)警策略。
11、作為本專利技術(shù)所述基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括微震傳感器、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、設(shè)備開停傳感器、斷電控制器、語音播放報(bào)警器和可視化攝像儀；
12、所述多參數(shù)數(shù)據(jù)包括微震信號(hào)、瓦斯?jié)舛取⑼咚褂砍隽?、風(fēng)速和設(shè)備運(yùn)行工況；
13、通過所述傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取所述多參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過所述監(jiān)測(cè)傳輸策略連接所述傳感器網(wǎng)絡(luò)，將所述多參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)，所述監(jiān)測(cè)傳輸策略包括：
14、整合所述傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的所述多參數(shù)數(shù)據(jù)，將所述多參數(shù)數(shù)據(jù)按照時(shí)間序列同步，并將所述多參數(shù)數(shù)據(jù)壓縮成數(shù)據(jù)包，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，同時(shí)在云平臺(tái)接收端設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，將接收到的數(shù)據(jù)包放至所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，并根據(jù)數(shù)據(jù)量動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)包的傳輸帶寬。
15、作為本專利技術(shù)所述基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，傳輸路徑選擇的函數(shù)表達(dá)式如下所示：
16、
17、式中，t表示根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況選擇的傳輸路徑，d表示網(wǎng)絡(luò)延遲，max(d)表示網(wǎng)絡(luò)延遲的最大值，min(d)表示網(wǎng)絡(luò)延遲的最小值，l表示網(wǎng)絡(luò)丟包率，max(l)表示網(wǎng)絡(luò)丟包率的最大值，min(l)表示網(wǎng)絡(luò)丟包率的最小值。
18、作為本專利技術(shù)所述基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述突出預(yù)警策略包括：
19、獲取所述微震信號(hào)的事件數(shù)和釋放的能量，提取所述微震信號(hào)的振幅和持續(xù)時(shí)間，配置門限閾值、振幅閾值和持續(xù)時(shí)間閾值，判斷所述微震信號(hào)的狀態(tài)，若所述微震信號(hào)的振幅大于或等于振幅閾值且所述微震信號(hào)的持續(xù)時(shí)間大于或等于持續(xù)時(shí)間閾值，則說明出現(xiàn)大事件，記為地應(yīng)力活動(dòng)異常；
20、若所述微震信號(hào)的振幅大于門限閾值且所述微震信號(hào)的振幅小于振幅閾值，則說明出現(xiàn)小事件，記為地應(yīng)力活動(dòng)異常；
21、若所述微震信號(hào)的振幅小于或等于門限閾值且所述微震信號(hào)的持續(xù)時(shí)間小于或等于持續(xù)時(shí)間閾值，則工作面顯示地應(yīng)力活動(dòng)正常。
22、作為本專利技術(shù)所述基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述突出預(yù)警策略還包括：
23、獲取所述瓦斯?jié)舛鹊臉O值，配置濃度安全閾值，判斷所述瓦斯?jié)舛鹊臓顟B(tài)，若所述瓦斯本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括微震傳感器、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器、設(shè)備開停傳感器、斷電控制器、語音播放報(bào)警器和可視化攝像儀；
3.如權(quán)利要求2所述的基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：所述根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑，傳輸路徑選擇的函數(shù)表達(dá)式如下所示：
4.如權(quán)利要求3所述的基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：所述突出預(yù)警策略包括：
5.如權(quán)利要求4所述的基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：所述突出預(yù)警策略還包括：
6.如權(quán)利要求5所述的基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：通過所述突出預(yù)警模型和所述突出預(yù)警策略識(shí)別異常狀態(tài)，識(shí)別異常狀態(tài)的策略包括：
7.如權(quán)利要求6所述的基于多參數(shù)融合的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)判識(shí)預(yù)警方法，其特征在于：識(shí)別異常狀態(tài)的策略還包括：
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