异步监测引起的液压支架峰值估计偏差及其对同步与采样分辨率的敏感性：固体充填工作面案例研究

《Sensors》：Asynchronous Monitoring-Induced Deviation in Hydraulic Support Peak Estimation and Its Sensitivity to Synchronization and Sampling Resolution: A Case Study of a Solid Backfilling Working Face

　　

液压支架压力监测广泛用于矿山压力解释和顶板来压（roof-weighting）事件统计，但异步记录、不完整的空间覆盖和低频瞬时采样可能改变循环峰值所代表的工程含义。本研究审计了一个大采高固体充填工作面的连续三个月压力数据集。重建了存储的异步可用区段峰值；在精确的3 min网格上计算了同步工作面均值（face-mean）、最大区段均值（maximum section-mean）和最大支架（maximum support）峰值；并相对于现场高频参考在15、30和60 min下评估了多相位降采样。存储峰值在255个循环中的240个仅由一个有效监测区段确定，平均超过三个监测区段的同步平均压力峰值19.7 MPa，且它们的统计来压标签重叠较弱。区域和支架级同步指标还识别了局部高阻力响应，这些响应在工作面均值指标各自的阈值下未被分类。在60 min时，各采样相位的平均保留事件率相对于现场参考为0.484。充填推进台账和巷道应力记录在多重检验校正后，与受限子集的联合事件显示出探索性关联。结果确立了在支架压力峰值用于事件统计或预测之前，对峰值定义、同步完整性、采样分辨率和工程用途的报备要求。

**研究背景与存在问题**

液压支架压力监测是长壁开采矿山压力分析中最直接且可连续获取的测量手段之一，被广泛用于支架载荷分析、载荷预测及充填工作面矿山压力监测。然而，在多支架实际监测数据中，不同支架或监测区段的记录并非完全同步；数据导出流程、通信延迟、传感器临时中断和存储策略可能导致原始时间戳仅包含工作面部分区域的有效记录。若在每个原始时间戳计算可用区段的压力均值并在生产循环内取最大值，所得峰值代表的是异步可用区段峰值，而非同步化的三区段平均压力响应。采样分辨率同样构成不确定性来源：较长采样间隔可能遗漏短历时循环峰值、改变统计来压标签并影响主导压力响应区段推断。多数预测研究假定输入峰值和事件标签已可靠定义，若原始多支架记录存在异步、空间不完整或低时间分辨率问题，峰值变量在进入预测模型前其工程含义可能已经改变。因此，亟需对压力峰值定义