(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610788723.1
(22)申请日 2016.08.31
(71)申请人 中煤科工集团重庆研究院有限公司
地址 400039 重庆市九龙坡区二郎科城路6
号
(72)发明人 徐军见 刘亚辉 林引 郭江涛
孙中光 张加易 张金豪 刘慧杰
赵光绪 胡亮 邵严 贺奎
崔少鹏 胡宇 周代勇 胡英杰
何青松 徐闯 郭炜 田炎鑫
沈莉
(74)专利代理机构 北京海虹嘉诚知识产权代理
有限公司 11129
代理人 谢殿武
(51)Int.Cl.G01L 5/00(2006.01)
(54)发明名称煤矿工作面顶板来压判定方法(57)摘要本发明提供的一种煤矿工作面顶板来压判定方法， 包括如下步骤：采集液压支架的工作参数，工作参数包括液压支架的压力值以及压力持续时间，并根据压力值确定液压支架的初撑力和末阻力；根据液压支架的工作参数计算液压支架的平均工作阻力；根据液压支架的平均工作阻力以及末阻力判断当前液压支架对应的顶板是否存在来压可能性；若工作面划定区域内所有液压支架中，超过设定数量的液压支架在设定时间段内所对应的顶板存在来压可能性，则判定当前区域工作面顶板来压；能够对矿井中顶板的是否会发生来压进行准确判断，消除矿井作业中存在的 安全风险。权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 106441669 A 2017.02.22
C N 106441669
A
1.一种煤矿工作面顶板来压判定方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.采集液压支架的工作参数，工作参数包括液压支架的压力值以及压力持续时间，并根据压力值确定液压支架的初撑力和末阻力；
S2.根据液压支架的工作参数计算液压支架的平均工作阻力；
S3.根据液压支架的平均工作阻力以及末阻力判断当前液压支架对应的顶板是否存在来压可能性；
S4.判断工作面划定区域内所有液压支架中，超过设定数量的液压支架在设定时间段内所对应的顶板存在来压可能性，则判定当前工作面顶板来压。
2.根据权利要求1所述煤矿工作面顶板来压判定方法，其特征在于：步骤S1中，根据如下方法确定初撑力：
S11.在上个循环末阻力出现间隔设定的时间t1后，在设定的时间t2内筛查当前循环所检测到的压力；
S12.设定时间t2内，如果具有多个超过额定初撑力的压力值，则将第一个超过额定初撑力的压力值设定为当前循环的初撑力；
设定时间t2内，如果所有检测到的压力值均小于额定初撑力，则继续向设定时间t2后的压力值中筛查，选取第一个大于额定初撑力的压力值为额定初撑力；
设定时间t2内，如果有压力值处于10Mpa至额定工作阻力之间，那么选10Mpa至额定工作阻力之间的最大压力值作为初撑力。
3.根据权利要求2所述煤矿工作面顶板来压判定方法，其特征在于：步骤S1中，根据如下方法确定末阻力值：
在确定当前循环的初撑力值后，如果在某个时间端压力值出现先逐渐增大然后瞬间下降到设定压力值之下，则判定当前时间段的最大压力值为末阻力值。
4.根据权利要求1所述煤矿工作面顶板来压判定方法，其特征在于：步骤S2中，根据如下公式确定平均工作阻力:
P＝(P1T1+P1T1+…+P N T N)/(T1+T2+…+T N)
其中：P为平均工作阻力，P N为当前循环内第N个压力值；T N为当前循环内第N各压力值的持续时间。
5.根据权利要求1所述煤矿工作面顶板来压判定方法，其特征在于：步骤S3中，根据如下方法判定单个液压支架对应的顶板是否符合来压判据：
S31.根据如下公式计算顶板来压判据P t′：
其中：
σP为循环末阻力的均方差，n为循环数，P ti各循环的末阻力，为末阻力的平均值；
如末阻力P>P t'，则判定该液压支架对应的顶板符合来压判据。
S32.根据如下规则判断区域内液压支架对应的顶板是否来压：
如果单个支架的末阻力超过顶板来压判据标准，判断为此数据符合单支架周期来压判据，并依次计算本区域内所有支架的判据，整合本区域内符合单个支架周期来压判据数据，如果有设定数量以上的液压支架在设定时间T内同时符合来压判据，判断为该区域来压。
煤矿工作面顶板来压判定方法
技术领域
[0001]本发明涉及矿井领域，尤其涉及一种煤矿工作面顶板来压判定方法。
背景技术
[0002]在煤矿等矿井中，工作面推采过后，围岩原有结构受到了破坏，顶板岩层会发生周期性断裂、跨落，即周期来压，往往需要支架对顶板进行支撑，一般采用液压支架，并且在作业过程中，液压支架按照降架—移架—升价的循环顺序进行。现有技术中，对于工作面顶板是否来压主要依赖专业人员经验进行判断，存在时效性差、准确率低、实际指导意义弱的问题，存在安全风险。
[0003]因此，需要提出一种新的顶板来压判定方法，能够对矿井中顶板的是否会发生来压进行准确判断且对专业人员依赖性较低，消除矿井作业中存在的安全风险，为煤矿综采工作面工程质量管理提供科学依据。
发明内容
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤矿工作面顶板来压判定方法，能够对矿井中顶板的是否会发生来压进行准确判断且对专业人员依赖性较低，消除矿井作业中存在的安全风险，为煤矿综采工作面工程质量管理提供科学依据。
[0005]本发明提供的一种煤矿工作面顶板来压判定方法，包括如下步骤：
[0006]包括如下步骤：
[0007]S1.采集液压支架的工作参数，工作参数包括液压支架的压力值以及压力持续时间，并根据压力值
确定液压支架的初撑力和末阻力；
[0008]S2.根据液压支架的工作参数计算液压支架的平均工作阻力；
[0009]S3.根据液压支架的平均工作阻力以及末阻力判断当前液压支架对应的顶板是否存在来压可能性；
[0010]S4.判断工作面划定区域内所有液压支架中，超过设定数量的液压支架在设定时间段内所对应的顶板存在来压可能性，则判定当前工作面顶板来压。
[0011]进一步，步骤S1中，根据如下方法确定初撑力：
[0012]S11.在上个循环末阻力出现间隔设定的时间t1后，在设定的时间t2内筛查当前循环所检测到的压力；
[0013]S12.设定时间t2内，如果具有多个超过额定初撑力的压力值，则将第一个超过额定初撑力的压力值设定为当前循环的初撑力；
[0014]设定时间t2内，如果所有检测到的压力值均小于额定初撑力，则继续向设定时间t2后的压力值中筛查，选取第一个大于额定初撑力的压力值为额定初撑力；
[0015]设定时间t2内，如果有压力值处于10Mpa至额定工作阻力之间，那么选10Mpa至额定工作阻力之间的最大压力值作为初撑力。
[0016]进一步，步骤S1中，根据如下方法确定末阻力值：
[0017]在确定当前循环的初撑力值后，如果在某个时间端压力值出现先逐渐增大然后瞬间下降到设定压力值之下，则判定当前时间段的最大压力值为末阻力值。
[0018]进一步，步骤S2中，根据如下公式确定平均工作阻力:
[0019]P＝(P1T1+P1T1+…+P N T N)/(T1+T2+…+T N)
[0020]其中：P为平均工作阻力，P N为当前循环内第N个压力值；T N为当前循环内第N各压力值的持续时间。
[0021]进一步，步骤S3中，根据如下方法判定液压支架对应的顶板是否来压：
[0022]S31.根据如下公式计算顶板来压判据P t′：
[0023]
[0024]其中：
[0025]
[0026]σP为循环末阻力的均方差，n为循环数，P ti各循环的末阻力，为末阻力的平均
值；
[0027]如末阻力P>P t′，则判定该液压支架对应的顶板符合来压判据。
[0028]S32.根据如下规则判断区域内液压支架对应的顶板是否来压：
[0029]如果单个支架的末阻力超过顶板来压判据标准，判断为此数据符合单支架周期来压判据，并依次计算本区域内所有支架的判据，整合本区域内符合单个支架周期来压判据数据，如果有设定数量以上的液压支架在设定时间T内同时符合来压判据，判断为该区域来压。
[0030]本发明的有益效果：本发明的煤矿工作面顶板来压判定方法，能够对矿井中顶板的是否会发生来压进行准确判断，对专业人员依赖性较低，提高判断结果的准确性，而且能够利于根据判断结果做出准确的作业指导措施，从而消除矿井作业中存在的安全风险。
附图说明
[0031]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
[0032]图1为本发明的流程图。
[0033]图2为本发明的初撑力、末阻力的特征曲线图。
具体实施方式
[0034]图1为本发明的流程图，如图所示，本发明提供的一种煤矿工作面顶板来压判定方法，包括如下步骤：
[0035]包括如下步骤：
[0036]S1.采集液压支架的工作参数，工作参数包括液压支架的压力值以及压力持续时间，并根据压力值确定液压支架的初撑力和末阻力；
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