АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ, ПОЛУЧАЕМЫХ С ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ЗАБОЙНЫХ КРЕПЕЙ

Abstract

Algorithms to analyze data produced by pressure sensors mounted on hydraulic cylinders of mine linings, which are exploited in lavas of the Starobin potash deposit, are presented. To build algorithms, data mining process has been represented by three general stages. First of them consists of data preprocessing. Based on data specifics, algorithms of removing outliers as well as determining characteristics independent of tunneling machine location and state of bottomhole supports were included in it. The second stage contains algorithms of finding in the preprocessed data of cycles, which were created by descent of mining supports, and phases of cycles that depend on location of the tunneling machine relative to those supports. Algorithms of the third stage were built to compute data characteristics connected with the found cycles and their phases. Besides, modifications of correlation algorithms for aggregated data were developed in order to investigate relationship between the characteristics, including their coupling with behavior of rock pressure. The algorithms are designed for use in automated monitoring systems of rock pressure in lavas of potash mines, including mines of the Joint Stock Company “Belaruskali”. The developed algorithms were programmed. Program realizations were seriously tested on big data supplied by pressure sensors mounted on hydraulic cylinders of bottomhole supports of the Starobin potash deposit. As an example of application of the developed algorithms, it is shown that acceleration of mining process increases the likelihood of rock blows to the supports.Построены алгоритмы анализа данных, получаемых с датчиков давления систем мониторинга, которые установлены на гидростойках забойных крепей, используемых в забоях Старобинского месторождения калийных солей. При разработке алгоритмов процесс анализа данных был разбит на несколько этапов, первый их которых заключается в первичной обработке данных. Исходя из их специфики созданы алгоритмы удаления выбросов и вычисления характеристик, не требующих оценки положения комбайна и состояния крепей. Алгоритмы второго этапа разработаны для выделения циклов в предобработанных данных, вызванных опусканием и передвижением крепей, а также фаз циклов, зависящих от расположения комбайна относительно каждой крепи. Алгоритмы третьего этапа построены для вычисления характеристик данных с горных крепей, связанных с выявленными циклами и их фазами. Для сравнительного анализа данных и выявления зависимостей между различными характеристиками, а также степени их влияния на проявления горного давления были разработаны модификации алгоритмов вычисления корреляции по сгруппированным данным с различными временными лагами. Алгоритмы предназначены для использования в автоматизированных системах мониторинга горного давления в лавах рудников месторождений калийных руд, в том числе рудников РУ ОАО «Беларуськалий». Разработанные алгоритмы были программно реализованы. Программные реализации прошли апробацию на больших объемах реальных данных, полученных с датчиков давления забойных крепей, установленных в лавах рудников Старобинского месторождения калийных руд. В качестве примера использования разработанных алгоритмов приведены результаты оценки зависимости риска проявления горных ударов от скорости проходки лавы. В частности показано, что увеличение скорости подвигания лавы повышает риск проявления ударов по крепям.