CN111612258B - 利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,包括如下步骤:S1.确定k分钟最大瓦斯解吸变化量与瓦斯涌出总量的比值Wj,k;S2.确定m分钟最大瓦斯解吸变化量与瓦斯涌出总量的比值Wj,m;S3.确定k分钟最大瓦斯解吸变化量与m分钟最大瓦斯解吸变化量的比值Sj,k,m;S4.确定k分钟移动均值序列中最大值与m分钟移动均值序列中最大值的比值Tj,k,m;S5.若瓦斯涌出总量不趋于0,则进下一步;S6.若Wj,k不趋于0或Wj,m不趋于0或Sj,k,m不趋于或Tj,k,m不趋于1,则进下一步;S7.若Wj,k、Wj,m、Sj,k,m、Tj,k,m中至少有一项较大,则瓦斯涌出异常。本发明的一种利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,能够准确地判识瓦斯涌出是否异常,判识效果好,应用范围广,投入成本低。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯涌出领域,具体涉及一种利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法。
背景技术
煤样处在原始煤体中,当煤样的瓦斯压力等于原始煤体的瓦斯压力时,煤样中的游离瓦斯和吸附瓦斯处于动平衡状态,一旦此平衡状态遭到破坏,吸附于煤中的瓦斯开始解吸,瓦斯就释放出来了,也就出现了瓦斯涌出的现象;其中,瓦斯涌出量对矿井的开采有着重要影响,特别是判断瓦斯涌出是否异常,对矿井安全生产具有重大意义。
目前对于工作面瓦斯涌出异常的判识方法有很多,但这些方法中,有的准确性不够高、其应用范围也有限,有的实施起来比较困难,投入成本比较高。
因此,为解决以上问题,需要一种利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,能够准确地判识瓦斯涌出是否异常,判识效果好,应用范围广,投入成本低,为实现超前预警奠定了基础。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,能够准确地判识瓦斯涌出是否异常,判识效果好,应用范围广,投入成本低。
本发明的利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,包括如下步骤:
S1.确定第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k与第j班次瓦斯涌出总量之间的比值Wj,k;其中,所述N·Xj,ave为第j班次瓦斯涌出总量,N为班次的总分钟数,Xj,ave为第j班次每分钟的瓦斯涌出浓度均值,j为班次编号;
S5.判断第j班次瓦斯涌出总量是否趋于0,若是,则瓦斯监控传感器发生故障或工作面未作业,若否,则进入步骤S6;
S7.判断Wj,k是否大于设定阈值λk或Wj,m是否大于设定阈值λm或Sj,k,m是否大于设定阈值η或Tj,k,m是否大于设定阈值μ,若是,则瓦斯涌出异常,若否,瓦斯涌出正常。
进一步,步骤S1中,根据如下步骤确定第j班次每分钟的瓦斯涌出浓度均值:
S11.采集第j班次的瓦斯涌出浓度得到瓦斯涌出浓度序列:X1,X2,…,Xi,…,XN;其中,Xi为第i-1分钟到第i分钟这个时间段内的瓦斯涌出浓度,i为分钟编号,i取值为1,2,…,N;j为班次编号;N为班次的总分钟数;
进一步,步骤S1中,根据如下步骤确定第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k:
S101.确定第j班次瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值得到瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列:X1,k,ave,X2,k,ave,…,Xi,k,ave,…,XN,k,ave;其中,Xi,k,ave为第j班次瓦斯涌出浓度Xi的k分钟移动均值;
S102.确定第j班次瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列中的最大值Xj,k,ave,max;
S103.计算第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k,所述Qj,k=k·(Xj,k,ave,max-Xj,ave)。
进一步,步骤S2中,根据如下步骤确定第j班次内m分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,m:
S201.确定第j班次瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值得到瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列:X1,m,ave,X2,m,ave,…,Xi,m,ave,…,XN,m,ave;其中,Xi,m,ave为第j班次瓦斯涌出浓度Xi的m分钟移动均值;
S202.确定第j班次瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列中的最大值Xj,m,ave,max;
S203.计算第j班次内m分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,m,所述Qj,m=m·(Xj,m,ave,max-Xj,ave)。
进一步,步骤S7中,还包括:判断多个相邻班次的Wj,k是否有增大趋势或Wj,m是否有增大趋势或Sj,k,m是否有增大趋势或Tj,k,m是否有增大趋势,若是,则瓦斯涌出异常,若否,则瓦斯涌出正常。
本发明的有益效果是:本发明公开的一种利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,通过计算两组最大瓦斯解吸变化量,进而得到多个瓦斯解吸特征量,根据多个瓦斯解吸特征量的大小来判断瓦斯涌出是否异常,从而达到准确判识瓦斯涌出异常的目的,判识效果好,应用范围广,投入成本低,为实现超前预警奠定了基础。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明的利用瓦斯解吸特征识别瓦斯涌出异常的原理示意图;
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明,如图所示:
本发明的利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,包括如下步骤:
S1.确定第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k与第j班次瓦斯涌出总量之间的比值Wj,k;其中,所述N·Xj,ave为第j班次瓦斯涌出总量,N为班次的总分钟数,Xj,ave为第j班次每分钟的瓦斯涌出浓度均值,j为班次编号;
S5.判断第j班次瓦斯涌出总量是否趋于0,若是,则瓦斯监控传感器发生故障或工作面未作业,若否,则进入步骤S6;
S7.如果Wj,k大于设定阈值λk、Wj,m大于设定阈值λm、Sj,k,m大于设定阈值η、Tj,k,m大于设定阈值μ等四项中至少有一项成立,则瓦斯涌出异常,否则,瓦斯涌出正常。本实施例中,所述阈值λk、λm、η以及μ在不同的矿井作业方式下,其取值有所不同,一般地,阈值λk、λm较大于0,阈值η较大于阈值μ较大于1;
本实施例中,步骤S1中,根据如下步骤确定第j班次每分钟的瓦斯涌出浓度均值:
S11.采集第j班次的瓦斯涌出浓度得到瓦斯涌出浓度序列:X1,X2,…,Xi,…,XN;其中,Xi为第i-1分钟到第i分钟这个时间段内的瓦斯涌出浓度,i为分钟编号,i取值为1,2,…,N;N为班次的总分钟数;本实施例中,根据井下作业实际工况,一个班次表示一个作业周期,一个作业周期一般为360~480分钟,这里将第j班次的周期设置为480分钟,也即是N取值为480。
本实施例中,步骤S1中,根据如下步骤确定第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k:
S101.计算第j班次的瓦斯涌出浓度得到瓦斯涌出浓度序列:X1,X2,…,Xi,…,XN中每个瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值得到N个瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值;将N个瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值按照原瓦斯涌出浓度序列的顺序排序得到瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列:X1,k,ave,X2,k,ave,…,Xi,k,ave,…,XN,k,ave;其中,Xi,k,ave为第j班次瓦斯涌出浓度Xi的k分钟移动均值;
S102.将瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列按照从大小的顺序排列,将排列后的第一个值作为第j班次瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列中的最大值Xj,k,ave,max;
S103.计算第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k,所述Qj,k=k·(Xj,k,ave,max-Xj,ave)。
本实施例中,步骤S2中,根据如下步骤确定第j班次内m分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,m:
S201.计算第j班次的瓦斯涌出浓度得到瓦斯涌出浓度序列:X1,X2,…,Xi,…,XN中每个瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值得到N个瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值;将N个瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值按照原瓦斯涌出浓度序列的顺序排序得到瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列:X1,m,ave,X2,m,ave,…,Xi,m,ave,…,XN,m,ave;其中,Xi,m,ave为第j班次瓦斯涌出浓度Xi的m分钟移动均值;
S202.将瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列按照从大小的顺序排列,将排列后的第一个值作为第j班次瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列中的最大值Xj,m,ave,max;
S203.计算第j班次内m分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,m,所述Qj,m=m·(Xj,m,ave,max-Xj,ave)。
本实施例中,步骤S7中,还包括:如果多个相邻班次的Wj,k有增大趋势、Wj,m有增大趋势、Sj,k,m有增大趋势、Tj,k,m有增大趋势等四项中至少有一项成立,则说明瓦斯涌出量在逐渐增加,瓦斯涌出异常,否则,瓦斯涌出正常;本实施例中,根据实际得到的瓦斯监控数据,来调整参与判断的相邻班次个数。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1.确定第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k与第j班次瓦斯涌出总量之间的比值Wj,k;其中,所述N·Xj,ave为第j班次瓦斯涌出总量,N为班次的总分钟数,Xj,ave为第j班次每分钟的瓦斯涌出浓度均值,j为班次编号;
S4.确定第j班次内k分钟移动均值序列中的最大值Xj,k,ave,max与第j班次内m分钟移动均值序列中的最大值Xj,m,ave,max之间的比值Tj,k,m;其中,
S5.判断第j班次瓦斯涌出总量是否趋于0,若是,则瓦斯监控传感器发生故障或工作面未作业,若否,则进入步骤S6;
S7.判断Wj,k是否大于设定阈值λk或Wj,m是否大于设定阈值λm或Sj,k,m是否大于设定阈值η或Tj,k,m是否大于设定阈值μ,若是,则瓦斯涌出异常,若否,瓦斯涌出正常。
3.根据权利要求1所述的利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,其特征在于:步骤S1中,根据如下步骤确定第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k:
S101.确定第j班次瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值得到瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列:X1,k,ave,X2,k,ave,…,Xi,k,ave,…,XN,k,ave;其中,Xi,k,ave为第j班次瓦斯涌出浓度Xi的k分钟移动均值;
S102.确定第j班次瓦斯涌出浓度的k分钟移动均值序列中的最大值Xj,k,ave,max;
S103.计算第j班次内k分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,k,
所述Qj,k=k·(Xj,k,ave,max-Xj,ave)。
4.根据权利要求1所述的利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,其特征在于:步骤S2中,根据如下步骤确定第j班次内m分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,m:
S201.确定第j班次瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值得到瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列:X1,m,ave,X2,m,ave,…,Xi,m,ave,…,XN,m,ave;其中,Xi,m,ave为第j班次瓦斯涌出浓度Xi的m分钟移动均值;
S202.确定第j班次瓦斯涌出浓度的m分钟移动均值序列中的最大值Xj,m,ave,max;
S203.计算第j班次内m分钟最大瓦斯解吸变化量Qj,m,
所述Qj,m=m·(Xj,m,ave,max-Xj,ave)。
7.根据权利要求1所述的利用瓦斯解吸量特征判识瓦斯异常的方法,其特征在于:步骤S7中,还包括:判断多个相邻班次的Wj,k是否有增大趋势或Wj,m是否有增大趋势或Sj,k,m是否有增大趋势或Tj,k,m是否有增大趋势,若是,则瓦斯涌出异常,若否,则瓦斯涌出正常。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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