多源水害矿井的多参量综合监测预警方法技术

本发明专利技术公开了一种多源水害矿井的多参量综合监测预警方法，属于煤矿水害监测及预警技术领域，所述预警方法包括分源监测综合预警方法，所述分源监测综合预警方法包括：定义监测单元以及监测网格；以网格中心为圆心，R为半径，遍历所有圆形区域内网格的突水通道预警级别和充水进程预警级别；根据突水通道预警级别和充水进程预警级别，进行综合预警判断；查询水源动态预警计算结果和井巷空间涌水量动态预警计算结果，对前一步骤输出结果进行修正。本发明专利技术建立了多源指标高度融合的精准预警算法体系，采用多源指标融合的预警算法提高了预警精度；本发明专利技术适用范围广，监测全面，预警结果呈现的精细度高。呈现的精细度高。呈现的精细度高。

【技术实现步骤摘要】
多源水害矿井的多参量综合监测预警方法


[0001]本专利技术涉及煤矿水害监测及预警
，特别是指一种多源水害矿井的多参量综合监测预警方法。

技术介绍

[0002]水害是影响煤矿安全生产的主要危害之一，按照水源类型可将矿井面临的水害威胁划分为地面水害、顶板水害、底板水害和老空水害等，随着矿井开采深度以及开采范围的增加，多数矿井由单一水源威胁向多水源同时威胁转变，因此只建设针对某一水源威胁的监测预警系统在全面感知矿井突水危险时具有局限性。充水水源、充水通道、充水强度作为矿井突水的三要素，且每种要素在突水前兆信息方面具备特有的参量特征，因此基于不同参量进行个性化指标定制并且建立多参量综合预警体系可提高水害预警的精准程度，是未来的发展方向和趋势。
[0003]近年来，很多学者在矿井水害监测预警方面进行了系统化研究，其中武强、刘春生等专利技术了《矿井顶底板突水监测预报系统及方法》(CN103529488B)，所专利技术的装置和方法通过监测矿井发生突水的必须条件(微震)和必然条件(产生视电阻率和极化率的变化)为依据，能显著提高煤矿顶底板水害监测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多源水害矿井的多参量综合监测预警方法，其特征在于，所述预警方法包括分源监测综合预警方法，所述分源监测综合预警方法包括：步骤501：定义监测单元以及监测网格；步骤502：以网格中心为圆心，R为半径，遍历所有圆形区域内网格的突水通道预警级别和充水进程预警级别；步骤503：根据突水通道预警级别和充水进程预警级别，进行综合预警判断；步骤504：查询水源动态预警计算结果和井巷空间涌水量动态预警计算结果，若两者都未达到一级预警状态，则综合预警结果与步骤503输出结果保持一致；若两者存在一种达到一级预警状态，则综合预警结果在步骤503输出结果的基础上升一级；若两者都达到了一级预警状态，则综合预警结果在步骤503输出结果的基础上升两级。2.根据权利要求1所述的预警方法，其特征在于，所述步骤503包括：步骤5031：若某个圆形区域内突水通道和充水进程皆为无预警，则综合预警结果为无预警；步骤5032：若某个圆形区域内突水通道无预警，存在一个及以上的充水进程蓝色、黄色预警级别的网格，则综合预警结果为蓝色预警；步骤5033：若某个圆形区域内突水通道无预警，存在一个及以上的充水进程橙色、红色预警级别的网格，则综合预警结果为黄色预警；步骤5034：若某个圆形区域内充水进程无预警，存在一个及以上的突水通道蓝色、黄色预警级别的网格，则综合预警结果为蓝色预警；步骤5035：若某个圆形区域内充水进程无预警，存在一个及以上的突水通道橙色、红色预警级别的网格，则综合预警结果为黄色预警；步骤5036：若某个圆形区域内存在一个及以上突水通道蓝色、黄色预警，且存在一个及以上的充水进程蓝色、黄色预警级别的网格，则综合预警结果为黄色预警；步骤5037：若某个圆形区域内存在一个及以上突水通道蓝色、黄色预警，且存在一个及以上的充水进程橙色、红色预警级别的网格，则综合预警结果为橙色预警；步骤5038：若某个圆形区域内存在一个及以上突水通道橙色、红色预警，且存在一个及以上的充水进程蓝色、黄色预警级别的网格，则综合预警结果为橙色预警；步骤5039：若某个圆形区域内存在一个及以上突水通道橙色、红色预警，且存在一个及以上的充水进程橙色、红色预警级别的网格，则综合预警结果为红色预警。3.根据权利要求1或2所述的预警方法，其特征在于，所述预警方法基于多参量综合监测系统，所述多参量综合监测系统包括针对水源要素建立的水文动态监测系统、针对导水通道要素建立的微震监测系统、以及针对充水强度要素建立的电法监测系统，其中：所述水文动态监测系统包括气象观测系统、含水层水文孔观测系统、含水层放水孔观测系统、老空水观测系统、井下排水网络监测系统、主排水监测系统、水质监测系统中的至少一种；所述微震监测系统按台网布设形态不同包括本煤层固定式台网、本煤层移动式台网、煤层
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顶板组合固定式台网、煤层
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顶板组合移动式台网、煤层
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底板组合固定式台网、煤层
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底板组合移动式台网、煤层
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顶板
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底板组合固定式台网、煤层
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顶板
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底板组合移动式台网中的至少一种；
所述电法监测系统根据所监测的区域不同包括巷道顶板布置测线型、巷道底板布置测线型、孔内本煤层布置测线型、孔内顶板布置测线型、孔内底板布置测线型、孔
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巷联合布置测线型中的至少一种。4.根据权利要求3所述的预警方法，其特征在于，所述水文动态监测系统中：所述气象观测系统的安装位置包括地表水体处和地面气象站，监测指标包括大气降雨量、地表水体水位和地表水体水温；所述含水层水文孔观测系统的安装位置包括地表和井下，监测指标包括水位和水温；所述含水层放水孔观测系统的监测指标包括水压、水温、瞬时流量和累计流量；所述老空水观测系统的安装位置包括密闭墙和放水孔，监测指标包括密闭墙压力、水温、瞬时流量和累计流量；所述井下排水网络监测系统的安装位置包括排水管网和明渠网节点，监测指标包括瞬时流量和累计流量；所述主排水监测系统的安装位置包括主泵房和采/盘区泵房，监测指标包括水仓水位、水泵状态、瞬时排水量和累计排水量；所述水质监测系统的安装位置包括有水质监测需求的涌/排水点，监测指标包括浑浊度、电导率、PH值和主要离子浓度。5.根据权利要求1或2所述的预警方法，其特征在于，所述预警方法包括水源动态预警方法，所述水源动态预警方法包括：步骤101：提取所有水源动态的监测指标；步骤102：针对每一个监测指标设定基准值；步骤103：根据基准值设置绝对阈值，分高位和低位两种，监测值超过高位绝对阈值或者低于低位绝对阈值时，该指标为二级预警状态；步骤104：根据基准值设置突变阈值，一定时间内指标变化量的绝对值超过突变阈值时，该指标为二级预警状态；步骤105：当指标同时满足绝对阈值预警和突变阈值预警时，该指标为一级预警状态。6.根据权利要求1或2所述的预警方法，其特征在于，所述预警方法包括井巷空间涌水量动态预警方法，所述井巷空间涌水量动态预警方法包括：步骤201：将监测指标分为关键区域涌水量指标和矿井涌水量指标；步骤202：针对上述监测指标设定基准值；步骤203：根据基准值设置绝对阈值，监测值超过绝对阈值时，该指标为二级预警状态；步骤204：根据基准值设置突变阈值，一定时间内指标变化量的绝对值超过突变阈值时，该指标为二级预警状态；步骤205：当指标同时满足绝对阈值预警和突变阈值预警时，该指标为一级预警状态。7.根据权利要求1或2所述的预警方法，其特征在于，所述预警方法包括隔水层中突水通道预警方法，所述隔水层中突水通道预警方法包括：步骤301：隔水分层划分、定义监测单元、确定监测网格尺寸及范围；步骤302：分别制定近端/核心/远端隔水分层网格能量释放率阈值Q
WZ
和Q
LX
，阈值Q
WZ
表示网格为完整状态和损伤状态之间的分界点，阈值Q
LX
表示网格为损伤状态和连通状态之间的分界点；
步骤303：根据微震监测结果，间隔预设时间计算一次所有近端隔水分层网格能量释放率Q

【专利技术属性】
技术研发人员：翟常治，辛崇伟，鞠红阳，王朋飞，王延路，
申请(专利权)人：北京安科兴业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：