本发明涉及支架阻力测量数据处理，具体的说是一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法。
背景技术：
1、随着综采设备及监测技术的发展，大部分矿井工作面均已实现液压支架工作数据的自动化采集及监测数据实时上传，液压支架压力数据采集密度高，同一传感器的数据采样频率不低于1次/min，且可以对所有液压支架的瞬间数据进行采集，每个支架每天形成上万个数据，每个工作面布置有上百个支架，因此，基于大量支架压力曲线去判断来压特征时，存在对比分析复杂，不直观且不易判定压力区域范围大小等问题。
2、面对海量的支架阻力测量数据，为了准确且可靠地反应工作面矿压显现程度，迫切需要一些方法能帮助人们在海量数据中迅速挖掘出与顶板来压相关的有效信息。
技术实现思路
1、为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，对于海量的支架阻力测量数据采用科学的方法进行筛选和提取，挖掘出与顶板来压相关的特征参数信息，实现对下一次顶板来压的准确预测，消除矿井作业中存在的安全风险。
2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，通过如下步骤实现：
4、s1、液压支架的工作参数采集：对工作面进行开采并进行支架阻力监测，由分布在各个电控液压支架上的传感器对各个液压支架的压力信息、位置信息进行收集，得到工作面液压支架前、后对于支柱的压力值；
5、s2、数据预处理：在液压支架电液系统发生故障或传输过程中存在的矿压监测异常数据，采用拉依达准则进行识别和剔除，并使用线性插值法对矿压缺失值进行插值；
6、s3、工作循环识别：读取预处理之后的传感器数据，将处理后的数据通过最低阈值法进行多个工作循环的识别处理，以得到各个液压支架的各项参数信息；
7、s4、特征参数提取：将每个工作循环内的参数信息通过制定的判断标准进行筛选，提取包括初撑力、工作阻力、循环末阻力在内的特征参数；
8、s5、来压特征挖掘：利用特征参数生成整体数据集，基于工作面来压步距、动载系数及安全阀开启相关特征参数对工作面的矿压显现特征进行分析与预测，其中安全阀开启相关特征参数包括安全阀开启压力、安全阀关闭压力、安全阀开启期间降阻量及增阻持续时间。
9、进一步的，所述步骤s2中矿压异常数据的剔除方法采用拉依达准则，即3σ准则：
10、当偏差大于3σ的时候，该数据为异常值，需要被及时剔除，σ的计算公式为：
11、
12、样本平均值：xi：统计值；均值；
13、当偏差大于3σ时，该数据为异常值，异常值的判断准则如下：
14、因此，正常数据的范围为xi>3σ+x和xi<3σ-x，剔除完剩下的即为正常值。进一步的，所述步骤s2中的线性插值法为：
15、
16、其中：i为支架编号；t为t时刻的缺失值；t0为t时刻前最近的一个非空值；t1为t时刻后最近的一个非空值；x为缺失值位置；y为与x对应的插值数据。
17、进一步的，所述步骤s3中最低阈值法包括如下步骤：
18、①获取工作阻力参数的最小判定阈值；
19、②对比工作阻力参数与最小判定阈值，选取低于最小判定阈值的工作阻力参数作为判定参数；
20、③以相邻两个判定参数之间的工作阻力参数作为一个支架工作循环的参数集合。
21、进一步的，所述步骤s4中初撑力判断标准为：
22、①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；
23、②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；
24、③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；
25、④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。
26、进一步的，所述步骤s4中循环末阻力的判断标准为：在确定当前循环的初撑力值后，如果在某个时间段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。
27、进一步的，所述步骤s5中来压步距pe是通过对比来压强度临界值pt'和工作面液压支架循环末阻力pti大小来确定的，来压强度临界值pt'计算公式为：
28、
29、其中，为所述综采工作面液压支架各循环末阻力的平均值，pti为各循环的循环末阻力，σp为循环末阻力平均值的均方差，
30、所述综采工作面液压支架循环末阻力大于来压强度临界值pt'时，视为综采工作面发生周期来压，根据前后两个周期来压间隔时间内，综采工作面推进的距离计算得到来压步距pe。
31、本发明在各个电控液压支架上的各种传感器收集到的参数数据信息基础上，采用拉依达注册进行异常数据的识别和剔除，并使用线性插值法对矿压缺失值进行插值以减小误差，有效剔除了虚假、重复、无效的数据；通过最低阈值法进行多个工作循环的识别处理，提取包括初撑力、工作阻力、循环末阻力在内的特征参数，从而挖掘得到来压步距、动载系数及安全阀开启相关特征参数等影响工作面矿压的显现特征，实现对下一次顶板来压的准确预测，消除矿井作业中存在的安全风险，经多次试验方法准确可靠，适合大规模推广应用。
1.一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，通过如下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，所述步骤s2中矿压异常数据的剔除方法采用拉依达准则，
3.根据权利要求1所述的一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，所述步骤s2中的线性插值法为：
4.根据权利要求1所述的一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，所述步骤s3中最低阈值法包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，所述步骤s4中初撑力判断标准为：
6.根据权利要求1所述的一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，所述步骤s4中循环末阻力的判断标准为：在确定当前循环的初撑力值后，如果在某个时间段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。
7.根据权利要求1所述的一种提取支架阻力测量数据与挖掘来压特征的方法，其特征在于，所述步骤s5中来压步距pe是通过对比来压强度临界值pt'和工作面液压支架循环末阻力pti大小来确定的，来压强度临界值pt'计算公式为：