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龙图腾网恭喜中国矿业大学(北京)申请的专利一种煤矿巷道矿山压力监测设备及预警预报分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115163192B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210550082.1，技术领域涉及：E21F17/18；该发明授权一种煤矿巷道矿山压力监测设备及预警预报分析方法是由连小勇;李军设计研发完成，并于2022-05-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种煤矿巷道矿山压力监测设备及预警预报分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种煤矿巷道矿山压力监测设备及预警预报分析方法，所述设备包括信号转化器、锚杆传感器或锚索传感器、围岩位移传感器；所述锚杆传感器或所述锚索传感器用于采集巷道矿山的受力数据，所述围岩位移传感器用于采集巷道矿山的位移数据，所述信号转化器用于接收所述受力数据和所述位移数据，并按照预定格式同步发送到所述上位机。所述方法包括：提取传感器监测数据特征值；根据各传感器监测数据特征值，将巷道围岩受力与位移的监测数据进行协同分析，得出综合分析结果。本发明将巷道矿山压力监测过程中受力和位移两个维度的指标综合考虑分析，降低了巷道矿山压力分析误差，并设计了综合分析算法，为巷道矿山压力智能化发展奠定了基础。

本发明授权一种煤矿巷道矿山压力监测设备及预警预报分析方法在权利要求书中公布了：1.一种基于煤矿巷道矿山压力监测设备的预警预报分析方法，其特征在于，所述煤矿巷道矿山压力监测设备包括信号转化器、锚杆传感器或锚索传感器、围岩位移传感器，所述锚杆传感器或所述锚索传感器连接所述信号转化器，所述围岩位移传感器连接所述信号转化器，所述信号转化器连接上位机； 所述锚杆传感器或所述锚索传感器用于采集巷道矿山的受力数据，所述围岩位移传感器用于采集巷道矿山的位移数据，所述信号转化器用于接收所述受力数据和所述位移数据，并按照预定格式同步发送到所述上位机，所述上位机将接收的预定格式的数据存储在同一张数据库列表中； 基于所述煤矿巷道矿山压力监测设备的预警预报分析方法包括以下步骤： S1、提取传感器监测数据特征值，包括：割线斜率K，监测数据均值监测数据标准差σ和监测数据变化率Δ； S2、根据锚杆传感器或锚索传感器的监测数据特征值分析巷道围岩受力情况； S3、根据围岩位移传感器的监测数据特征值分析巷道围岩位移情况； S4、根据监测数据特征值对传感器进行故障诊断； S5、对传感器进行常规监测数据分析； S6、将巷道围岩受力的监测数据与巷道围岩位移的监测数据进行协同分析，受力与位移两个维度衍生出四个指标：锚杆受力、锚索受力、深部位移、浅部位移，利用雷达图展示四个指标的相互关系，得出综合分析结果； 步骤S1中，割线斜率K是指连接监测曲线上任一点与分析周期内初始数据点所形成的直线斜率，割线斜率K计算公式为： 割线斜率最大值Kmax为： Kmax＝max{|tanαi|}，i∈1,n 割线斜率平均值为： 监测数据均值计算公式为： 式中：m是分析周期内实测数据量，m＝n+1；Pti是每个时刻的监测数据； 监测数据标准差σ计算公式为： 监测数据变化率Δ计算公式为： 步骤S2包括： S201、判断锚杆传感器或锚索传感器的监测数据曲线是否有增加或者上升的趋势，需满足4个条件： Ⅰ.数据变化率Δ5％； Ⅱ.最大割线斜率Kmax＞0.2； Ⅲ.平均割线斜率绝对值 Ⅳ.其中锚杆屈服强度80％、锚索破断强度80％； S202、判断锚杆或者锚索是否达到预警值，需满足2个条件： Ⅰ. Ⅱ.数据变化率Δ3％； S203、判断监测数据曲线是否有降低或者下降的趋势，需满足3个条件： Ⅰ.数据变化率Δ5％； Ⅱ.平均割线斜率 Ⅲ. S204、判断监测数据曲线是否承受交变荷载作用，需满足3个条件： Ⅰ.数据变化率Δ＞5％； Ⅱ.平均割线斜率 Ⅲ. S205、判断监测数据曲线是否有先升高后降低的情况，需满足3个条件： Ⅰ.最大割线斜率Kmax≥0； Ⅱ.平均割线斜率 Ⅲ. S206、判断巷道承受工作面超前支承压力是否上升，需满足5个条件： Ⅰ.最大割线斜率Kmax≥0.05； Ⅱ.当K≥0.5Kmax时对应的时间T0.5为超前支承压力影响的起始点；Kmax对应时间点Tmax为超前支承压力影响的峰值点； Ⅲ.在Tmax时刻采煤工作面到监测设备即传感器的距离Dmax，满足：0≤Dmax≤150m； Ⅳ.T0.5≠Tmax； Ⅴ.当Ⅰ→Ⅳ无法校验曲线是否上升时，人工辅助计算机判断，并增加判定程序； S207、判断锚杆或锚索初始预紧力是否合格，对施工质量进行分析，需满足4个条件： Ⅰ.计算锚杆或锚索初始安装后10天内所有监测数据平均值，记为Pmg10或Pms10，将其作为评价锚杆或锚索施工质量分析的指标； Ⅱ.将锚杆或锚索屈服强度的30～60％作为预紧力合格指标，记为PMG或PMS； Ⅲ.锚杆预紧力合格的指标Pmg10≥PMGor20kN，判定合格，反之，判定不合格； Ⅳ.锚索预紧力合格的指标Pms10≥PMSor60kN，判定合格，反之，判定不合格； 步骤S3包括： S301、巷道围岩位移变化分级预警指标：黄色预警和红色预警； Ⅰ.Lmax＝min{锚杆长度×延伸率，锚索长度×延伸率}； L预警值＝min{锚杆长度×延伸率×80％，锚索长度×延伸率×80％}； L弹＝min{锚杆弹性变形阶段的延伸量，锚索弹性变形阶段的延伸量}，该数值由试验确定； Ⅱ.黄色预警：L深maxorL浅max＞L弹； Ⅲ.红色预警：L深maxorL浅max＞L预警值； S302、仅浅部围岩发出预警信息，满足2个条件： Ⅰ.L深max＝L浅max≥L预警值； Ⅱ.数据变化率Δ5％； S303、仅深部围岩发出预警信息，满足3个条件： Ⅰ.L深max≥L预警值； Ⅱ.L深max＞L浅max＝0； Ⅲ.数据变化率Δ5％； S304、围岩深部、浅部均有位移发生，并发出预警信息，满足2个条件： Ⅰ.L深max＞L浅max≥L预警值； Ⅱ.数据变化率Δ5％； S305、围岩深部、浅部均有位移加速升高，但并未达到预警值，满足5个条件： Ⅰ.L深max≥L浅max＞0； Ⅱ.L深maxL预警值； Ⅲ.最大割线斜率Kmax＞0.2； Ⅳ.平均割线斜率绝对值 Ⅴ.数据变化率Δ5％； S306、围岩位移监测数据较小时且波动的情况，满足2个条件： Ⅰ.L深max1andL浅max1； Ⅱ.

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