一种煤矿水害通用预报预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿水害通用预报预警系统，包括数据监测子系统,用于获取矿井数据；数据处理模块,包括数据仓库与应用层；水害风险动态分析子系统,用于构建预警分析模型，根据所述矿井数据分析煤矿整体水害风险；评价模型管理子系统,用于对所述预警分析模型进行管理；阈值管理库,用于根据所述煤矿整体水害风险设置风险阈值。本发明专利技术融合煤矿基础信息数据，梳理煤矿水害主控风险评价指标体系和构建水害风险分析模型，结合云计算、大数据、人工智能技术进行数据挖掘、关联和多维分析，将不同级别、不同类型的风险进行有效展示，动态掌握煤矿水害风险变化趋势，为煤矿精准执法、远程监察、事故追溯备查等业务提供有力的数据支撑。撑。撑。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿水害通用预报预警系统


[0001]本专利技术属于煤矿水害预警领域，特别是涉及一种煤矿水害通用预报预 警系统。

技术介绍

[0002]煤矿开采以来，安全生产事故不断，尤其是水害事故，不仅伤害力大 而且影响力广。开展煤矿水害监测预警是实现煤矿安全开采、减少水害损 失的关键。煤矿水害预警预报技术还处在不断探索阶段，对于突水预测的 关键是研究煤层顶底板突水机理以及煤层回采对顶底板的破坏规律，通过 长时间的探索和实验，不论是理论还是实践都取得了一定的进步和成果。 但从目前的研究程度，相对于现有预警预报技术来看，一种适合煤矿水害 通用的预报预警系统的关键技术实现了突水的超前预测并及时预警，今后 仍需深入研究和完善。
[0003]我国煤矿水害监测预警系统发展相对滞缓，其现状问题：
[0004]一是纵向不通横向孤立，纵向上，应急管理部
‑
省级煤监
‑
煤监分局
‑ꢀ
矿业集团
‑
矿业公司
‑
煤矿之间未形成网络相连；横向上，集团或者矿井横 向信息无法共享，形成信息孤岛；
[0005]二是体系不全功能有限，水害指标体系尚未建立，水害预警功能基本 缺失，服务监察监管及安全生产的作用有限；
[0006]三是建设标准缺失，系统监测指标、功能参数、目标效果等无建设标 准可依，各自为政。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种煤矿水害通用预报预警系统，以解决上述现 有技术存在的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种煤矿水害通用预报预警系统，包 括数据监测子系统、数据处理模块、水害风险动态分析子系统、评价模型 管理子系统、阈值管理库、数据处理模块；
[0009]所述数据监测子系统用于获取矿井数据；
[0010]所述数据处理模块包括数据仓库与应用层；
[0011]所述水害风险动态分析子系统用于构建预警分析模型，根据所述矿井 数据分析煤矿整体水害风险；
[0012]所述评价模型管理子系统用于对所述预警分析模型进行管理；
[0013]所述阈值管理库用于根据所述煤矿整体水害风险设置风险阈值。
[0014]可选地，所述矿井数据包括实时检测数据与矿井静态数据，所述实时 检测数据用于实时反映矿井水害实时的运行状态，所述矿井静态数据用于 确定矿井所处的安全等级。
[0015]可选地，所述数据仓库利用大数据技术进行历史、实时数据的存储、 加工和计算，并利用大数据算法进行实时计算和离线计算；
[0016]所述应用层采用微服务集群架构方式进行服务拆分和部署。
[0017]可选地，所述预警分析模型的类型包括基于单一动态指标风险评价模 型和基于多元动态指标的风险评价模型、基于安全检查表评分法的静态指 标风险评价模型、基于层次分析法的静态指标风险评价模型。
[0018]可选地，所述评价模型管理子系统按照相关条件进行模型查询，显示 所述预警分析模型的预测时长，并根据所述预测时长进行分类，所述相关 条件包括但不限于模型类型、模型预警方向、模型名称。
[0019]可选地，所述评价模型管理子系统将所述预警分析模型分为实时动态 预测模型、中短期预测模型、长期预测模型；
[0020]所述实时动态预测模型包括灰色预测模型、傅里叶拟合模型；所述中 短期预测模型包括相空间重构支持向量机组合模型、小波神经网络模型、 季节性模型、小波支持向量机组合模型，所述长期预测模型包括指数平滑 模型、决策树多元回归模型。
[0021]可选地，所述阈值管理库根据所述预警分析模型确定的动态风险预警 权重；通过涌水量、水位、水温、降水量，针对不同风险等级设置阈值， 同时支持分级设置。
[0022]可选地，所述阈值管理库的阈值设置包括降雨量预警等级划分、长观 测孔水位预警等级划分、环境温度预警等级划分、矿井涌水量预警等级划 分。
[0023]本专利技术的技术效果为：
[0024]本专利技术借鉴原有煤矿安全标准化信息管理系统、煤矿安全培训考核系 统与煤矿安全监察业务系统，融合煤矿基础信息数据，梳理煤矿水害主控 风险评价指标体系和构建水害风险分析模型，结合云计算、大数据、人工 智能等技术，进行数据挖掘、关联和多维分析，实现“智能分析、预知预 判”的目标。通过提前预警、监测、研判，摸清全国煤矿水害风险底数， 同时将不同级别、不同类型的风险进行有效展示，动态掌握煤矿水害风险 变化趋势，为煤矿精准执法、远程监察、事故追溯备查等业务提供有力的 数据支撑。
附图说明
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请 的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。 在附图中：
[0026]图1为本专利技术实施例中的煤矿水害通用预报预警系统总体架构图；
[0027]图2为本专利技术实施例中的煤矿水害通用预报预警系统部署架构图；
[0028]图3为本专利技术实施例中的煤矿水害通用预报预警系统网络架构图；
[0029]图4为本专利技术实施例中的亭南煤矿207工作面涌水量与微震事件关系 曲线图；
[0030]图5为本专利技术实施例中的亭南矿水情监测与水害风险预警系统结构图。
[0031]具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的 特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0033]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可 执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序， 但是在某些情况下，可以以
不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0034]实施例一
[0035]如图1
‑
3所示，本实施例中提供一种煤矿水害通用预报预警系统，具 体实施方式如下所示：
[0036]总体技术架构设计
[0037]设计原则
[0038]本系统架构设计采用了先进成熟的技术来满足系统的需求，兼顾其他 相关的管理需求，在满足系统应用的同时，又体现出与软硬件关联的先进 性。在设计中把先进的技术与现有的成熟技术、标准和设备结合起来，充 分考虑到应用的需求和未来的发展趋势，采用成熟、先进的技术以适应数 据采集、分析、服务等的需求，并能适应目前及今后潜在的技术拓展要求。 另外本架构设计所选用的软件技术支持国家标准，采用标准协议进行互连 互通，确保本次建设能与现有系统、其他系统能够无缝互联，在结构上真 正实现开放，统一规范、定制数据标准，从而为未来的发展奠定基础，因 此本系统架构设计遵循原则有：技术先进性原则、安全可靠性原则、标准 化原则、可操作灵活易用性原则、可拓展可维护性原则、跨平台原则。
[0039]系统架构
[0040]一般业务管理系统建设往往以单一的业务目标为主，主要关注点在实 现业务功能上。但本项目作为大数据类的创新应用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿水害通用预报预警系统，其特征在于，包括数据监测子系统、数据处理模块、水害风险动态分析子系统、评价模型管理子系统、阈值管理库、数据处理模块；所述数据监测子系统用于获取矿井数据；所述数据处理模块包括数据仓库与应用层；所述水害风险动态分析子系统用于构建预警分析模型，根据所述矿井数据分析煤矿整体水害风险；所述评价模型管理子系统用于对所述预警分析模型进行管理；所述阈值管理库用于根据所述煤矿整体水害风险设置风险阈值。2.根据权利要求1所述的煤矿水害通用预报预警系统，其特征在于，所述矿井数据包括实时检测数据与矿井静态数据，所述实时检测数据用于实时反映矿井水害实时的运行状态，所述矿井静态数据用于确定矿井所处的安全等级。3.根据权利要求1所述的煤矿水害通用预报预警系统，其特征在于，所述数据仓库利用大数据技术进行历史、实时数据的存储、加工和计算，并利用大数据算法进行实时计算和离线计算；所述应用层采用微服务集群架构方式进行服务拆分和部署。4.根据权利要求1所述的煤矿水害通用预报预警系统，其特征在于，所述预警分析模型的类型包括基于单一动态指标风险评价模型和基于多元动态指标的风险评价模型、基于安全检查表评分法的静态指标风险评价模...

【专利技术属性】
技术研发人员：连会青，李启兴，王旭，张庆，黄亚坤，王瑞，任正瑞，康佳，丁莹莹，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：