[发明专利]矿山动力灾害一体化预警方法及装置

说明书

本发明公开了矿山动力灾害一体化预警方法及装置，涉及煤矿开采动力灾害预测评价技术领域，该方法通过矿井内应力信号、地音信号、电场信号、温度信号以及瓦斯信号，以及预先存储的应力信号参考值、地音信号参考值、电场信号参考值、温度信号参考值以及瓦斯信号参考值，建立相应的稳定性函数，根据稳定性函数和稳定性函数的理论值建立误差函数；并对误差函数建立约束方程组，并对所述约束方程组根据蒙特·卡罗算法求解出使当前时刻误差最小的α_i(n)和β_i(n)，也即通过上述步骤求解出使当前时刻误差最小的α_i(n)和β_i(n)可以估计当前时刻的稳定性函数值，用稳定性函数值与稳定性函数的理论值的差值可以判断出该时刻矿井内的安全性，从而达到动态评估矿井内的安全性。

技术领域

本发明涉及煤矿开采动力灾害预测评价领域，更具体的涉及矿山动力灾害一体化预警方法及装置。

背景技术

煤与瓦斯突出、冲击地压是煤矿生产中遇到的最严重动力灾害。煤与瓦斯突出发生时，井下煤体向巷道或采场抛出大量煤炭、喷出大量瓦斯；冲击地压发生时，井下巷道或采掘工作面被迅猛破坏，破坏时间仅几秒到十几秒，破坏范围可达几百米，抛射出煤炭可达几万吨。截至2012年底我国已有煤与瓦斯突出矿井1141个，冲击地压矿井142个，随着我国能源需求量的增加和开采强度的不断加大，未来几年我国大部分矿井将进入深部开采阶段。深部煤与瓦斯突出矿井若发生冲击地压，可能诱发破坏性更大的煤与瓦斯突出，甚至引发瓦斯、煤尘爆炸等次生灾害，表现为两种灾害互相影响；在采取常规煤与瓦斯突出防治措施后，若单纯按煤与瓦斯突出煤层危险评价方法，已判定为安全的煤层，可能发生冲击地压-煤与瓦斯突出复合动力灾害(以下简称复合型动力灾害)，造成大量设备损坏及人员伤亡，表现为两种动力灾害相互复合。所以，随着矿井进入深部开采后，两种动力灾害互为共存，互相影响，相互复合，使煤矿动力灾害更加复杂，预测防治更加困难。因而研究矿山动力灾害一体化预警方法及装置成为实现冲击地压和煤与瓦斯突出矿井深部煤炭安全高效开采的重大需求。

目前，我国在预测冲击地压煤岩动力灾害方面主要是向煤体打钻测试钻屑量、瓦斯参数的方法进行测试，该方法无法实时的动态评估矿井内的安全性，造成预警准确率低。

综上所述，现有技术中无法实时的动态评估矿井内的安全性，造成预警准确率低。

发明内容

本发明实施例提供矿山动力灾害一体化预警方法及装置，用以解决现有技术中无法实时的动态评估矿井内的安全性能，造成预警准确率低。

本发明实施例提供矿山动力灾害一体化预警方法，包括：步骤1、煤岩应力传感器每隔时间T采集矿井内应力信号x₁，煤岩地音传感器每隔时间T采集矿井内地音信号x₂，煤岩电场传感器每隔时间T采集矿井内电场信号x₃，煤岩温度传感器每隔时间T采集矿井内温度信号x₄，煤岩瓦斯传感器每隔时间T采集矿井内瓦斯信号x₅，并采用信号调理器对五个信号进行调理和放大处理，发送至微处理器；

步骤2、微处理器根据当前时刻接收到的x₁(n)、x₂(n)、x₃(n)、x₄(n)和x₅(n)以及预先存储的x₁_r、x₂_r、x₃_r、x₄_r和x₅_r，建立如下公式(1)的稳定性函数；