CN117780446B - 针对煤矿支护的安全性能监测方法及*** - Google Patents
针对煤矿支护的安全性能监测方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了针对煤矿支护的安全性能监测方法及***，涉及安全监测技术领域，该方法包括：得到巷道支护对象和工作面支护对象；得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据；获取所述巷道支护对象的安全性能指标；获取所述工作面支护对象的安全性能指标；获取耦合安全性能指标；基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号，解决了现有技术中存在由于缺乏对于不同位置的支护之间的耦合影响分析，进而安全性能分析不准确，难以准确进行安全预警的技术问题，通过分别对巷道支护对象和工作面支护对象进行独立安全性能分析后，进行安全性能的耦合分析，达到提升安全性能分析准确性，进而提升安全预警准确性的技术效果。
Description
技术领域
本申请涉及安全监测技术领域，具体涉及针对煤矿支护的安全性能监测方法及***。
背景技术
煤矿开采大部分是地下作业，开采条件复杂多变，不安全因素较多，比如四周围岩的坍塌，因此，在进行煤矿开采时，通过在顶部以及四周设置支柱、支架等支护，保障作业安全。但是，支护由于受到围岩的压力，会发生变倾斜等现象，导致支护的安全性能降低，因此，对于支护进行实时安全性能监测对于煤矿作业安全具有重要意义。现有技术中，大多是针对单一的支护结构进行安全性能分析，但是，不同位置的支护之间会产生相互影响，导致安全性能分析结果不准确，进而煤矿开采存在较大风险。
综上，现有技术中存在由于缺乏对于不同位置的支护之间的耦合影响分析，进而安全性能分析不准确，难以准确进行安全预警的技术问题。
发明内容
本申请提供了针对煤矿支护的安全性能监测方法及***，用以解决现有技术中存在由于缺乏对于不同位置的支护之间的耦合影响分析，进而安全性能分析不准确，难以准确进行安全预警的技术问题。
根据本申请的第一方面，提供了针对煤矿支护的安全性能监测方法，包括：对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象；通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数；对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标；对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标；将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标；基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。
根据本申请的第二方面，提供了针对煤矿支护的安全性能监测***，包括：煤矿支护识别单元，所述煤矿支护识别单元用于对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象；支护对象监测单元，所述支护对象监测单元用于通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数；第一安全性能识别单元，所述第一安全性能识别单元用于对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标；第二安全性能识别单元，所述第二安全性能识别单元用于对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标；耦合影响分析单元，所述耦合影响分析单元用于将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标；安全预警单元，所述安全预警单元用于基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。
根据本申请采用的一个或多个技术方案，其可达到的有益效果如下：
对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象，通过支护监测装置分别对巷道支护对象和工作面支护对象进行监测，得到巷道支护对象的监测数据和工作面支护对象的监测数据，其中，支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数，对巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取巷道支护对象的安全性能指标，对工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取工作面支护对象的安全性能指标，将巷道支护对象的安全性能指标和工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标，基于耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。由此通过分别对巷道支护对象和工作面支护对象进行独立安全性能分析后，进行安全性能的耦合分析，达到提升安全性能分析准确性，进而提升安全预警准确性的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的针对煤矿支护的安全性能监测方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的针对煤矿支护的安全性能监测***的结构示意图。
附图标记说明：煤矿支护识别单元11，支护对象监测单元12，第一安全性能识别单元13，第二安全性能识别单元14，耦合影响分析单元15，安全预警单元16。
具体实施方式
为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
说明书中使用的术语用于描述实施例，而不是限制本申请。如在说明书中所使用的，单数术语“一”“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定了步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
除非另有定义，本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)应具有与本申请所属领域的技术人员通常理解的相同含义。术语，如常用词典中定义的术语，不应以理想化或过于正式的意义来解释，除非在此明确定义。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
实施例一
图1为本申请实施例提供的针对煤矿支护的安全性能监测方法图，所述方法包括：
对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象；
煤矿支护是为了保证煤矿开采的安全和稳定，对矿山的各种结构物设置支撑支架从而控制围岩，减少冒顶事故。巷道支护对象是指用于对煤矿的巷道进行保护、防止巷道坍塌的结构，包括木支柱、金属支架等装备结构。
工作面支护对象则是指顶板支柱结构，巷道支护对象则是指位于侧面、四周的支柱结构。工作面支护对象和巷道支护对象可能具有连接关系，两者在发生变形时会相互造成影响。由此识别当前区域内的巷道支护对象和工作面支护对象。
通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数；
可以理解的，支护监测装置包含现有的用于进行几何尺寸检测、压力检测，以及空间状态检测的多种传感器，其中，几何尺寸即为支柱的尺寸、形状等参数，比如一根横杆的发生变形导致弯曲；压力即为支柱受到的围岩给的压力，就是说，设立支护就是为了控制围岩，过大的压力可能导致支付无法支撑，需要及时预警；空间状态是指支护整体的形状，比如，顶板是一个完整的支架，由多条支柱构成，比如，支架本身为长方体结构，其中一个面，比如上平面整个向下凹陷变形，或者侧面倾斜等，这样势必会导致支架支撑力降低。基于此，由本领域专业技术人员结合实际选择对应的传感器，比如尺寸传感器、形状传感器、压力传感器等组成支护监测装置。并将支护监测装置设置于所述巷道支护对象和所述工作面支护对象。
通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数。
对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标；
在一个优选实施例中，还包括：
采集所述巷道支护对象的历史工作阻力样本；建立风险分析模块，所述风险分析模块用于根据所述巷道支护对象的历史工作阻力样本对所述巷道支护对象进行风险分析；从所述历史工作阻力样本中初筛第一工作阻力样本，其中，所述第一工作阻力样本为大于预设出现频率的阻力样本集；调用所述风险分析模块根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第一工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第一风险指标；根据所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标。
在一个优选实施例中，还包括：
从所述历史工作阻力样本中初筛第二工作阻力样本，其中，所述第二工作阻力样本为阻力大小为极大值的阻力样本；调用所述风险分析模块，根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第二工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第二风险指标；根据所述第二风险指标和所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标。
对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标，方法如下：
采集所述巷道支护对象的历史工作阻力样本，历史工作阻力样本即为所述巷道支护对象在过去时间内的由巷道支护对象的围岩给的阻力，就是围岩会向巷道支护对象施加压力，巷道支护对象会阻挡这个压力，形成阻挡围岩的阻力，在进行煤矿开采施工，一般都会通过压力传感器进行阻力检测，因此可通过所使用的压力传感器的存储记录进行调取。建立风险分析模块，所述风险分析模块用于根据所述巷道支护对象的历史工作阻力样本对所述巷道支护对象进行风险分析，风险分析模块为现有的机器学习模型，比如神经网络模型，就是说，历史工作阻力样本可以理解为煤矿开采作业时巷道支护对象可能受到的阻力，也是巷道支护对象需要抵抗的阻力，通过风险分析模块分析巷道支护对象能否承受这些阻力。
具体地，可通过现有技术调取历史巷道支护对象监测数据，并由本领域专业技术人员针对历史巷道支护对象监测数据进行支撑力标注，以历史巷道支护对象监测数据作为输入，以标注结果进行输出监督调整，对现有的神经网络模型进行训练，获取训练至收敛的支撑力分析层，支撑力分析层嵌入风险分析模块，然后风险分析模块以支撑力分析层输出的支撑力与历史工作阻力样本进行比较，如果输出的支撑力大于等于历史工作阻力样本，对应的风险指标就较低，说明巷道支护对象可以承受历史工作阻力样本对应的阻力，反之，如果输出的支撑力小于历史工作阻力样本，可以支撑力与历史工作阻力样本之间的差异程度作为风险指标，差异程度越大，风险指标越大。如此得到风险分析模块。
从所述历史工作阻力样本中初筛第一工作阻力样本，其中，所述第一工作阻力样本为大于预设出现频率的阻力样本集，其中，预设出现频率由本领域专业技术人员自行设定，就是说，历史工作阻力样本包含巷道支护对象在过去时间内经受的不同大小的阻力样本，同一阻力样本出现的频率越高，说明其为巷道支护对象在工作中经常会出现的情况，因此提取出现的频率越高第一工作阻力样本，进行频繁作业的风险分析。
调用所述风险分析模块根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第一工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，具体地，通过风险分析模块首先对所述巷道支护对象的监测数据进行分析，得到当前所述巷道支护对象的支撑力，进而对支撑力与第一工作阻力样本进行比较，如若支撑力大于第一工作阻力样本中的所有阻力样本，输出的第一风险指标就较高，可以为风险指标最小值，具体可由本领域专业技术人员自行设定，说明此时的风险较小，风险指标一般为介于0至1；如若支撑力小于第一工作阻力样本，可以支撑力与第一工作阻力样本之间的差异程度作为第一风险指标，差异程度越大，第一风险指标越大。最后，根据所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标，风险指标越大，风险越高，安全性就越低，即安全性能指标与第一风险指标成反比，由此得到所述巷道支护对象的安全性能指标，由此实现所述巷道支护对象的安全性能分析，为支护安全预警提供支持，保证所述巷道支护对象可以应对频繁出现的阻力。
进一步地，从所述历史工作阻力样本中初筛第二工作阻力样本，其中，所述第二工作阻力样本为阻力大小为极大值的阻力样本。通俗地讲，前述对大于预设出现频率的阻力样本集进行支护安全性能分析，只是保证巷道支护对象可以应对频繁出现的阻力，但是，如果偶然出现更大的阻力，难以判断巷道支护对象是否可以应对，因此调取第二工作阻力样本进行分析。调用所述风险分析模块，根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第二工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第二风险指标。具体地，通过风险分析模块首先对所述巷道支护对象的监测数据进行分析，得到当前所述巷道支护对象的支撑力，进而对支撑力与第二工作阻力样本进行比较，采用与获取第一风险指标相同的方法，得到第二风险指标。
最后，根据所述第二风险指标和所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标，具体可对所述第二风险指标和所述第一风险指标进行加权平均计算，计算结果越大，安全性能指标越小，由此得到所述巷道支护对象的安全性能指标，同时，也可对所述第二风险指标和所述第一风险指标进行差异分析，以两者的差异程度对计算结果进行补偿，然后进行安全性能指标的获取。由此提升巷道支护对象的安全性能分析准确度，提升安全预警准确性。
对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标；
在一个优选实施例中，还包括：
获取所述工作面支护对象的历史工作阻力样本；判断所述工作面支护对象是否包括多层工作面，若所述工作面支护对象为单层工作面；根据所述工作面支护对象的监测数据和所述历史工作阻力样本进行下沉速率预测，获取下沉速率指标；以所述下沉速率指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标。
在一个优选实施例中，还包括：
若所述工作面支护对象包括多层工作面，基于所述多层工作面进行支护特征标识，得到所述多层工作面的多个支护特征；利用所述多个支护特征对所述历史工作阻力样本进行分类，得到多个历史工作阻力样本组，每个历史工作阻力样本组对应一层工作面；以所述工作面支护对象的监测数据，根据所述多个历史工作阻力样本组对所述多层工作面分别进行下沉速率分析，获取多个风险指标；融合所述多个风险指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标。
对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标，方法如下：
工作面支护就是顶板，顶板会受到顶部的围岩的压力而产生阻力，同所述巷道支护对象一样，在过去时间内的由工作面支护对象的围岩给的阻力，就是围岩会向工作面支护对象施加压力，工作面支护对象会阻挡这个压力，形成阻挡围岩的阻力，在进行煤矿开采施工，一般都会通过压力传感器进行阻力检测，因此可通过所使用的压力传感器的存储记录进行调取所述工作面支护对象的历史工作阻力样本。进一步判断所述工作面支护对象是否包括多层工作面，比如，防水层、支撑层，具体可由工作人员将工作面支护对象包含的层数通过用户端上传，然后进行多层工作面的判断。
若所述工作面支护对象为单层工作面，即只包含一层工作面，比如支撑层，根据所述工作面支护对象的监测数据和所述历史工作阻力样本进行下沉速率预测，获取下沉速率指标，就是说，顶板由于受到的围岩的阻力导致顶板向下移动，若下沉速度过快，说明其风险较高，易造成安全事故。具体来说，可通过调取工作面支护对象的历史监测数据、历史工作阻力记录数据和对应的历史下沉速率对现有的机器学习模型进行训练，得到训练至收敛的下沉速率预测模型进行下沉速率预测，机器学习模型的训练为本领域技术人员常用技术手段，不进行展开。将所述工作面支护对象的监测数据和所述历史工作阻力样本输入下沉速率预测模型，输出所述下沉速率指标。最后，以所述下沉速率指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标，下沉速率指标越大，即工作面支护对象下沉速率越快，存在的风险就越高，安全性能指标就越低，具体可由本领域专业技术人员结合实际情况设定符合安全标准的预设下沉速率，然后对下沉速率指标与预设下沉速率作差，基于作差结果进行安全性能分析，即对作差结果与安全性能指标成反比，作差结果越大，说明安全风险越大，安全性能指标就越低。由此实现单层工作面的安全性能指标分析，为后续的支护安全性能耦合影响分析提供基础。
若所述工作面支护对象包括多层工作面，基于所述多层工作面进行支护特征标识，得到所述多层工作面的多个支护特征，就是说，多层工作面的支护结构不同，比如防水层的支护结构是连续钢板桩，支撑层是普通的支柱、支架，具体由工作人员结合实际确定后进行手动标识，以标识结果作为多层工作面的多个支护特征。利用所述多个支护特征对所述历史工作阻力样本进行分类，就是获取各层工作面分别对应的支护特征，具体可采用现有的分类方法，比如KNN算法进行分类，得到多个历史工作阻力样本组，每个历史工作阻力样本组对应一层工作面。
进一步的，基于与前述获取下沉速率指标相同的方法，以所述工作面支护对象的监测数据，根据所述多个历史工作阻力样本组对所述多层工作面分别进行下沉速率分析，获取多层工作面分别对应的下沉速率指标，下沉速率指标越大，即工作面支护对象下沉速率越快，存在的风险就越高，具体可由本领域专业技术人员结合实际情况设定符合安全标准的预设下沉速率，然后对多层工作面分别对应的下沉速率指标与预设下沉速率进行偏差分析，获取多层工作面分别对应的下沉速率指标相对于预设下沉速率的增大程度作为多个风险指标。
融合所述多个风险指标，就是对多个风险指标进行加权平均计算，计算结果越大，存在的安全风险越高，安全性能指标就越低，即安全性能指标与多个风险指标的融合结果成反比，由此得到获取所述工作面支护对象的安全性能指标，实现多层工作面的安全性能分析，提升工作面的安全性能分析精度。
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标；
在一个优选实施例中，还包括：
建立同时序段内所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本；根据所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本的变化关系，训练第一耦合网络层，其中，当所述第一耦合网络层测试得到的数据误差小于预设阈值时，表示所述第一耦合网络层处于收敛状态；将所述第一耦合网络层进行模块封装，构建所述耦合安全性能识别模块。
在一个优选实施例中，还包括：
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第一耦合影响度，其中，所述第一耦合影响度为所述巷道支护对象的安全性能指标对所述工作面支护对象的安全性能指标造成的影响程度；将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第二耦合影响度，其中，所述第二耦合影响度为所述工作面支护对象的安全性能指标对所述巷道支护对象的安全性能指标造成的影响程度；根据所述第一耦合影响度对所述工作面支护对象的安全性能指标进行反馈，得到所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标；根据所述第二耦合影响度对所述巷道支护对象的安全性能指标进行反馈，得到所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标；融合所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标和所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标，输出所述耦合安全性能指标。
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标，就是说，所述巷道支护对象和所述工作面支护对象之间会相互影响，比如工作面，即顶板发生形变会对巷道支护对象增加压力，导致支护整体安全性能下降，具体实现方法如下：
首先需要构建所述耦合安全性能识别模块，建立同时序段内所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本，就是同时序段包括多个时间节点，同一时间节点下对应有巷道支护对象的安全性能指标样本和工作面支护对象的安全性能指标样本，具体由本领域专业技术人员基于现有技术通过分析历史数据获取。
根据所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本的变化关系，就是分析巷道支护对象和工作面支护对象的安全性能指标样本的变化趋势，对分析巷道支护对象和工作面支护对象的安全性能指标样本进行相关性分析，了解两者之间的相互影响和耦合效应，训练耦合网络层，具体地，可采用现有技术中的相关性分析方法，分析所述巷道支护对象的安全性能指标样本对所述工作面支护对象的安全性能指标样本产生的影响程度样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本对所述巷道支护对象的安全性能指标样本产生的影响程度样本，以此对第一耦合网络层进行训练，第一耦合网络层的输入即为所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本，输出为所述巷道支护对象的安全性能指标对所述工作面支护对象的安全性能指标造成的影响程度，以及所述工作面支护对象的安全性能指标对所述巷道支护对象的安全性能指标造成的影响程度。以前述分析获得的影响程度样本对第一耦合网络层进行训练、测试，直至所述第一耦合网络层测试得到的数据误差小于预设阈值时，表示所述第一耦合网络层处于收敛状态，预设阈值就是满足要求的误差率，由本领域专业技术人员结合实际设定。
最后将所述第一耦合网络层进行模块封装，就是基于现有技术将训练好的第一耦合网络层进行封装，形成可重复使用的软件模块，具体可以选择使用现有的软件开发工具和框架进行封装操作，构建所述耦合安全性能识别模块，为耦合影响分析提供模型支持。
进一步地，将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第一耦合影响度，其中，所述第一耦合影响度为所述巷道支护对象的安全性能指标对所述工作面支护对象的安全性能指标造成的影响程度。将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第二耦合影响度，其中，所述第二耦合影响度为所述工作面支护对象的安全性能指标对所述巷道支护对象的安全性能指标造成的影响程度。第一耦合影响度和第二耦合影响度均由耦合安全性能识别模块分析输出。
根据所述第一耦合影响度对所述工作面支护对象的安全性能指标进行反馈，就是以第一耦合影响度对所述工作面支护对象的安全性能指标进行补偿，即以第一耦合影响度乘以安全性能指标的计算结果，并对原来的安全性能指标进行叠加计算，以计算结果作为所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标。根据所述第二耦合影响度对所述巷道支护对象的安全性能指标进行反馈，就是以第二耦合影响度对所述巷道支护对象的安全性能指标进行补偿，即以第二耦合影响度乘以安全性能指标的计算结果，对原来的安全性能指标进行叠加计算，以计算结果作为所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标。
最后，融合所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标和所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标，就是对两个反馈后的安全性能指标进行加权平均计算，以计算结果作为所述耦合安全性能指标。
由此实现工作面支护对象和巷道支护对象的安全性能耦合分析，提升安全性能分析准确性。
基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。
最后，基于所述耦合安全性能指标进行判断，当耦合安全性能指标小于预定安全性能指标时，生成支护安全预警信号，其中，预定安全性能指标由本领域专业技术人员结合实际设定，便于提醒工作人员对煤矿支护进行检修，以保证煤矿开采的安全。
基于上述分析可知，本申请提供的一个或多个技术方案，其可达到的有益效果如下：
对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象，通过支护监测装置分别对巷道支护对象和工作面支护对象进行监测，得到巷道支护对象的监测数据和工作面支护对象的监测数据，其中，支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数，对巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取巷道支护对象的安全性能指标，对工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取工作面支护对象的安全性能指标，将巷道支护对象的安全性能指标和工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标，基于耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。由此通过分别对巷道支护对象和工作面支护对象进行独立安全性能分析后，进行安全性能的耦合分析，达到提升安全性能分析准确性，进而提升安全预警准确性的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中针对煤矿支护的安全性能监测方法同样的发明构思，如图2所示，本申请还提供了针对煤矿支护的安全性能监测***，所述***包括：
煤矿支护识别单元11，所述煤矿支护识别单元11用于对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象；
支护对象监测单元12，所述支护对象监测单元12用于通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数；
第一安全性能识别单元13，所述第一安全性能识别单元13用于对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标；
第二安全性能识别单元14，所述第二安全性能识别单元14用于对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标；
耦合影响分析单元15，所述耦合影响分析单元15用于将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标；
安全预警单元16，所述安全预警单元16用于基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。
进一步而言，所述第一安全性能识别单元13还包括：
采集所述巷道支护对象的历史工作阻力样本；
建立风险分析模块，所述风险分析模块用于根据所述巷道支护对象的历史工作阻力样本对所述巷道支护对象进行风险分析；
从所述历史工作阻力样本中初筛第一工作阻力样本，其中，所述第一工作阻力样本为大于预设出现频率的阻力样本集；
调用所述风险分析模块根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第一工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第一风险指标；
根据所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标。
进一步而言，所述第一安全性能识别单元13还包括：
从所述历史工作阻力样本中初筛第二工作阻力样本，其中，所述第二工作阻力样本为阻力大小为极大值的阻力样本；
调用所述风险分析模块，根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第二工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第二风险指标；
根据所述第二风险指标和所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标。
进一步而言，所述第二安全性能识别单元14还包括：
获取所述工作面支护对象的历史工作阻力样本；
判断所述工作面支护对象是否包括多层工作面，若所述工作面支护对象为单层工作面；
根据所述工作面支护对象的监测数据和所述历史工作阻力样本进行下沉速率预测，获取下沉速率指标；
以所述下沉速率指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标。
进一步而言，所述第二安全性能识别单元14还包括：
若所述工作面支护对象包括多层工作面，基于所述多层工作面进行支护特征标识，得到所述多层工作面的多个支护特征；
利用所述多个支护特征对所述历史工作阻力样本进行分类，得到多个历史工作阻力样本组，每个历史工作阻力样本组对应一层工作面；
以所述工作面支护对象的监测数据，根据所述多个历史工作阻力样本组对所述多层工作面分别进行下沉速率分析，获取多个风险指标；
融合所述多个风险指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标。
进一步而言，所述耦合影响分析单元15还包括：
建立同时序段内所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本；
根据所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本的变化关系，训练第一耦合网络层，其中，当所述第一耦合网络层测试得到的数据误差小于预设阈值时，表示所述第一耦合网络层处于收敛状态；
将所述第一耦合网络层进行模块封装，构建所述耦合安全性能识别模块。
进一步而言，所述耦合影响分析单元15还包括：
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第一耦合影响度，其中，所述第一耦合影响度为所述巷道支护对象的安全性能指标对所述工作面支护对象的安全性能指标造成的影响程度；
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第二耦合影响度，其中，所述第二耦合影响度为所述工作面支护对象的安全性能指标对所述巷道支护对象的安全性能指标造成的影响程度；
根据所述第一耦合影响度对所述工作面支护对象的安全性能指标进行反馈，得到所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标；
根据所述第二耦合影响度对所述巷道支护对象的安全性能指标进行反馈，得到所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标；
融合所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标和所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标，输出所述耦合安全性能指标。
前述实施例一中的针对煤矿支护的安全性能监测方法具体实例同样适用于本实施例的针对煤矿支护的安全性能监测***，通过前述对针对煤矿支护的安全性能监测方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚地知道本实施例中针对煤矿支护的安全性能监测***，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (6)
1.针对煤矿支护的安全性能监测方法，其特征在于，所述方法包括：
对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象；
通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数；
对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标；
对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标；
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标；
基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号；
构建所述耦合安全性能识别模块，包括：
建立同时序段内所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本；
根据所述巷道支护对象的安全性能指标样本，以及所述工作面支护对象的安全性能指标样本的变化关系，训练第一耦合网络层，其中，当所述第一耦合网络层测试得到的数据误差小于预设阈值时，表示所述第一耦合网络层处于收敛状态；
将所述第一耦合网络层进行模块封装，构建所述耦合安全性能识别模块；
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，包括：
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第一耦合影响度，其中，所述第一耦合影响度为所述巷道支护对象的安全性能指标对所述工作面支护对象的安全性能指标造成的影响程度；
将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中，获取第二耦合影响度，其中，所述第二耦合影响度为所述工作面支护对象的安全性能指标对所述巷道支护对象的安全性能指标造成的影响程度；
根据所述第一耦合影响度对所述工作面支护对象的安全性能指标进行反馈，得到所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标；
根据所述第二耦合影响度对所述巷道支护对象的安全性能指标进行反馈，得到所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标；
融合所述工作面支护对象反馈后的安全性能指标和所述巷道支护对象反馈后的安全性能指标，输出所述耦合安全性能指标。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，包括：
采集所述巷道支护对象的历史工作阻力样本；
建立风险分析模块，所述风险分析模块用于根据所述巷道支护对象的历史工作阻力样本对所述巷道支护对象进行风险分析；
从所述历史工作阻力样本中初筛第一工作阻力样本，其中，所述第一工作阻力样本为大于预设出现频率的阻力样本集；
调用所述风险分析模块根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第一工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第一风险指标；
根据所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立风险分析模块后，方法还包括：
从所述历史工作阻力样本中初筛第二工作阻力样本，其中，所述第二工作阻力样本为阻力大小为极大值的阻力样本；
调用所述风险分析模块，根据所述巷道支护对象的监测数据对所述第二工作阻力样本进行支护撑力适应度评估，得到第二风险指标；
根据所述第二风险指标和所述第一风险指标，获取所述巷道支护对象的安全性能指标。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标，包括：
获取所述工作面支护对象的历史工作阻力样本；
判断所述工作面支护对象是否包括多层工作面，若所述工作面支护对象为单层工作面；
根据所述工作面支护对象的监测数据和所述历史工作阻力样本进行下沉速率预测，获取下沉速率指标；
以所述下沉速率指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，判断所述工作面支护对象是否包括多层工作面，方法还包括：
若所述工作面支护对象包括多层工作面，基于所述多层工作面进行支护特征标识，得到所述多层工作面的多个支护特征；
利用所述多个支护特征对所述历史工作阻力样本进行分类，得到多个历史工作阻力样本组，每个历史工作阻力样本组对应一层工作面；
以所述工作面支护对象的监测数据，根据所述多个历史工作阻力样本组对所述多层工作面分别进行下沉速率分析，获取多个风险指标；
融合所述多个风险指标，获取所述工作面支护对象的安全性能指标。
6.针对煤矿支护的安全性能监测***，其特征在于，所述***用于执行权利要求1-5任一项所述的方法，所述***包括：
煤矿支护识别单元，所述煤矿支护识别单元用于对当前区域的煤矿支护进行识别，得到巷道支护对象和工作面支护对象；
支护对象监测单元，所述支护对象监测单元用于通过支护监测装置分别对所述巷道支护对象和所述工作面支护对象进行监测，得到所述巷道支护对象的监测数据和所述工作面支护对象的监测数据，其中，所述支护监测装置的监测数据包括支护几何监测参数、支护压力监测参数以及空间状态监测参数；
第一安全性能识别单元，所述第一安全性能识别单元用于对所述巷道支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述巷道支护对象的安全性能指标；
第二安全性能识别单元，所述第二安全性能识别单元用于对所述工作面支护对象的监测数据进行独立安全性能识别，获取所述工作面支护对象的安全性能指标；
耦合影响分析单元，所述耦合影响分析单元用于将所述巷道支护对象的安全性能指标和所述工作面支护对象的安全性能指标输入耦合安全性能识别模块中进行耦合影响分析，获取耦合安全性能指标；
安全预警单元，所述安全预警单元用于基于所述耦合安全性能指标，生成支护安全预警信号。
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