数据驱动的深井超长工作面支架载荷区域特征分析与分区预测

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. z1; pp. 1 - 12
• Main Author: 巩师鑫
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013 01.06.2024; 中煤科工开采研究院有限公司智能开采装备分院,北京 100013
• Subjects: 区域划分; 工作面; 液压支架; region division; working face; load forecasting; 载荷预测; time series data; 时间序列数据; hydraulic support
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2023-0607

TD323; 实现液压支架载荷预测分析对于及时改善支架适应性和实现安全支护具有重要作用,需要高质量、大数量的支架载荷时序数据和有效的预测方法作为支撑.然而,深部超长工作面上覆岩层应力环境和垮落步距的非同质同步引发工作面不同区域支架载荷差异化.因此,针对深井超长工作面顶板覆岩长期循环动载作用和分区破断造成工作面不同区域载荷差异明显以及无法实现动态区域更新下的液压支架载荷预测的问题,提出了一种数据驱动的深井超长工作面支架载荷区域特征分析与分区预测方法.首先,在获取工作面液压支架载荷数据的基础上,利用MeanShift聚类算法实现工作面区域动态划分,并分析深井超长工作面不同区域的支架载荷变化特征;然后,提出一种考虑多维时序数据特征和注意力机制LSTM预测方法,构建支架载荷一次性多输入多输出预测框架,实现了预测算法精度和输入输出特征结构的协同设计;最后,基于前述工作面区域划分结果,建立工作面区域化液压支架群组载荷预测模型,实现了综采工作面液压支架群组载荷时序数据循环训练和高精度预测.该方法通过考虑工作面载荷区域分布特征,建立多输入多输出特征工程,可实现基于工作面区域动态更新的液压支架群组载荷预测,能够为后续分析工作面矿压显现规律,超前适应采场环境变化和指导工作面正常回采提供依据.