一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统技术方案

一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，属于煤矿安全生产技术领域，中央控制系统、地面信号发射系统和分析监控预警系统布置在井上，井下数据采集系统布置在井下；数据传输控制系统贯穿整个系统，其一端与中央控制系统连接，另一端分别与地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统连接；动态监测管理模块和综合预警数据库分别与中央控制系统连接；地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块分别与分析监控预警系统连接，可以对整个矿山的水体赋存情况进行监测和三维观测，随着采掘动态进行实时监测，由中央控制系统集中管理和综合分析预警，提高预警的准确性，使预警具有实时性和前瞻性，有效预防矿井突水事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿井突水的监测系统，具体是一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，属于煤矿安全生产

技术介绍
矿井突水是矿井五大灾害之一，一直困扰着煤矿安全生产，我国煤矿矿井突水事故屡见不鲜，近年来随着煤炭的大量开采，开采深度的逐渐加深，水压不断增大，矿井突水灾害更是呈现上升趋势。矿井瞬变电磁法（TEM）探水是在井下巷道中利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法，通过观测二次场的时间以及空间分布，可得到不同深度的地电特征，从而判断地质以及水文地质异常，达到突水预测的目的。但是，上述方法只能实现围岩巷道局部范围内的探测预报工作，不能完成对整个矿山的监测；当开采和掘进过程中，水体的赋存状态和形式可能会随着发生变化，上述方法也不能实现对矿山水害的动态监测和预警，致使煤矿经常发生突水事故，造成人员伤亡和经济损失。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，解决目前的矿山突水预测无法覆盖整个矿山和无法动态实时预测的难题，并整合现有的资源，提高预报的准确性，使预警具有实时性和前瞻性，有效预防矿井突水事故的发生。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，包括中央控制系统、数据传输控制系统、地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统，中央控制系统、地面信号发射系统和分析监控预警系统布置在井上，井下数据采集系统布置在井下；所述的数据传输控制系统贯穿整个系统，其一端与中央控制系统连接，另一端分别与地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统连接；所述的中央控制系统包括动态监测管理模块和综合预警数据库，动态监测管理模块和综合预警数据库分别与中央控制系统连接；所述的分析监控预警系统包括地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块，地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块分别与分析监控预警系统连接。地面信号发射系统包括电源模块、支架模块和发射线框模块。支架模块固定布置在矿山地面上，采用电线杆形式，并根据矿山范围和集中探测的赋水区域的要求，使线框的信号能覆盖整个矿山区域。井下数据采集系统包括接收探头、电源模块和通信模块。接收探头安装在井下巷道两旁、顶底板以及迎头方向。井下数据采集系统还包括防爆外壳，所述的接收探头、电源模块和通信模块均设置在防爆外壳中。本专利技术通过采用了上述技术方案，可以对整个矿山的水体赋存情况进行监测和三维观测，随着采掘动态进行实时监测，由中央控制系统集中管理和综合分析预警，提高预警的准确性，使预警具有实时性和前瞻性，有效预防矿井突水事故的发生，解决了目前矿山突水预测无法覆盖整个矿山和无法动态实时预测的难题，并整合现有的资源，提高预报的准确性，降低了煤矿经常发生矿井突水事故的概率，进一步降低了人员伤亡数量和经济损失程度。附图说明图1是本专利技术的结构框图；图2是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1、图2所示，一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报方法及系统包括中央控制系统、数据传输控制系统、地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统，中央控制系统、地面信号发射系统和分析监控预警系统布置在井上，井下数据采集系统布置在井下；所述的数据传输控制系统贯穿整个系统，其一端与中央控制系统连接，另一端分别与地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统连接。中央控制系统用于实现对整个系统的控制和维护，实现各系统同步通信，存储预警信息的综合控制平台，包括动态监测管理模块和综合预警数据库，动态监测管理模块和综合预警数据库分别与中央控制系统连接，动态监测管理模块，用于对各系统下达调度指令，实现对综合预警数据库的维护；综合预警数据库，用于存储矿山水体赋存信息和突水预警信息数据。地面信号发射系统用于发射瞬变电磁一次场信号，包括电源模块、支架模块和发射线框模块，其中电源模块用于为瞬变信号提供电源，支架模块用于固定和架设发射线框，发射线框模块用于发射瞬变电磁信号。分析监控预警系统用于对采集的信号进行处理，智能解释分析，进行矿山突水综合预警，发出预警信息，包括地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块，地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块分别与分析监控预警系统连接，所述的地质信息模块用于管理水文地质信息、采掘动态信息和发射线框与接收探头的空间定位数据；数据处理分析模块用于对采集的数据进行精细处理，并结合已知的水文地质信息分析判可能存在的突水隐患；所述的防突预警模块，用于对突水隐患进行预警预报。支架模块固定布置在矿山地面上，采用电线杆形式，并根据矿山范围和集中探测的赋水区域的要求，使线框的信号能覆盖整个矿山区域。井下数据采集系统用于完成对包含地层水文地质信息的瞬变电磁二次场信号的采集，包括接收探头、电源模块和通信模块，所述的接收探头能够接收不同方位的水文地质信息的瞬变信号。接收探头安装在井下巷道两旁、顶底板以及迎头方向，在采掘过程中根据实际生产需要可以实时布置安装。为了对系统设备进行进一步的保护，本专利技术采用了防爆外壳，所述的接收探头、电源模块和通信模块均设置在防爆外壳中。工作过程：中央控制系统调控地面信号发射系统发射瞬变电磁的一次场信号，中央控制系统调控井下数据采集系统，完成对包含地层水文地质信息的瞬变电磁二次场信号的采集，井下数据采集系统采集的数据传递给分析监控预警系统，由分析监控预警系统的数据分析模块对采集的数据进行处理分析，具体处理分析过程如图1所示，对井下数据采集系统采集的数据进行预处理得到初步结果；将初步结果结合水文地质资料进行综合分析；然后将综合分析得到的数据结合突水控制指标完成突水预测；并由分析监控预警系统的防突预警模块做出预警，并将预警结果传递给中央控制系统的综合预警数据库。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面‑巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，包括中央控制系统、数据传输控制系统、地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统，其特征在于，中央控制系统、地面信号发射系统和分析监控预警系统布置在井上，井下数据采集系统布置在井下；所述的数据传输控制系统贯穿整个系统，其一端与中央控制系统连接，另一端分别与地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统连接；所述的中央控制系统包括动态监测管理模块和综合预警数据库，动态监测管理模块和综合预警数据库分别与中央控制系统连接；所述的分析监控预警系统包括地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块，地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块分别与分析监控预警系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，包括中央控制系统、数据传输控制系统、地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统，其特征在于，中央控制系统、地面信号发射系统和分析监控预警系统布置在井上，井下数据采集系统布置在井下；所述的数据传输控制系统贯穿整个系统，其一端与中央控制系统连接，另一端分别与地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统连接；所述的中央控制系统包括动态监测管理模块和综合预警数据库，动态监测管理模块和综合预警数据库分别与中央控制系统连接；所述的分析监控预警系统包括地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块，地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块分别与分析监控预警系统连...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仲佳，
申请(专利权)人：江苏爱福特科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32