一种煤矿水害监测预警系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及水害监测技术领域，公开一种煤矿水害监测预警系统及方法，包括采集端，服务端，所述采集端包括地面水文监测模块、井下水文监测模块和数据传输模块；所述服务端包括数据接收模块、数据预处理模块、初步筛选模块、数据多元相关分析模块、数据多元降维处理模块、预警策略设定模块、数据趋势预测预警模块；数据趋势预测预警模块，用于在该本次预警任务下，根据预警和解除预警规则的策略，对本次预警任务涉及的风险区域内的第二监测数据源的趋势变化进行预测，以及进行本次预警任务的预警；本方案能够解决现有井下和地面各个监测内容相互独立导致的水害监测预警准确度低的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿水害监测预警系统及方法


[0001]本专利技术涉及水害监测
，具体涉及一种煤矿水害监测预警系统及方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的飞速发展，煤炭需求在实现工业化、信息化、城镇化和农业现代化的进程中将持续增长，然而我国复杂的煤矿地质条件和自然灾害会造成煤矿事故。而水害作为煤矿五大灾害之一，在煤矿建设和生产过程中，经常发生孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、地表水等各种水体溃入井下，造成矿井突水事故的发生。建立煤矿水害监测预警系统为掌握和矿井涌水量等分布特点，为煤矿防治工作和正确的决策提供可靠地基础资料。
[0003]但是，传统的煤矿水害监测预警系统存在以下问题：数据源较少，井下的监测预警系统和地面的监测预警系统相互独立，这就导致在对井下的水害危险度分析时所对应的结果不符合实际，即水害监测预警的准确性不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种煤矿水害监测预警系统及方法，能够解决现有井下和地面的监测相互独立导致的水害监测预警的准确度低的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤矿水害监测预警系统，包括服务端和采集端；
[0006]所述采集端包括地面水文监测模块、井下水文监测模块、数据传输模块；
[0007]所述地面水文监测模块，用于对当前煤矿所对应的地面的数据进行无线监测和采集，生成对应的地面水文监测数据；
[0008]所述井下水文监测模块，用于对当前煤矿所对应的井下的数据进行在线监测和采集，生成对应的井下水文监测数据；
[0009]数据传输模块，用于将采集到的井下水文监测数据通过工业环网上传至预警系统服务器上；还用于将采集到的地面水文监测数据通过4G网络利用云服务器和中转服务器传输至工业环网中的预警系统服务器上；
[0010]所述服务端包括：
[0011]数据接收模块，用于从预警系统服务器上实时获取地面水文监测数据和井下水文监测数据；
[0012]数据预处理模块，用于对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行数据预处理；
[0013]初步筛选模块，用于根据业务需求，确定对应的业务类型，并根据业务类型，对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行初步筛选，生成对应的第一监测数据源；
[0014]数据多元相关分析模块，用于根据初步筛选后的第一监测数据源，分析第一监测数据源中地面水文监测数据所对应的多种类型数据和井下水文监测数据所对应的多种类型数据的时空相关程度；
[0015]数据多元降维处理模块，用于选择分析出针对当前业务类型所对应的时空相关程度超过预设相关程度阈值的多个类型数据，生成对应的第二监测数据源；
[0016]预警策略设定模块，用于根据业务类型，确定对应的具体预警任务，并根据第二监测数据源，确定本次预警任务涉及的风险区域、以及预警和解除预警规则的策略设定；
[0017]数据趋势预测预警模块，用于在该本次预警任务下，根据预警和解除预警规则的策略，对本次预警任务涉及的风险区域内的第二监测数据源的趋势变化进行预测，以及进行本次预警任务的预警。
[0018]本方案的原理及优点是：在本方案中，首先通过采集端完成对当前煤矿所对应的地面水文情况以及井下水文情况进行数据的采集，且为了确保对井下水文监测数据和地面水文监测数据的统一化保存，具体的，将采集到的井下水文监测数据通过工业环网上传至预警系统服务器上；还用于将采集到的地面水文监测数据通过4G网络利用云服务器和中转服务器传输至工业环网中的预警系统服务器上，也就是实现了井下数据和地面数据的统一化管理，不仅数据类型更加的多样化和全面化，同时数据的格式也更加的统一化，便于数据的调用和处理，极大提高了数据使用的便捷性。
[0019]在对煤矿井下完成数据的采集之后，考虑到当前煤矿下所采集到的数据可能比较繁琐和复杂，在进行某一预警任务的预警时可能所需要的数据只是所采集到的其中一部分，为了能够确定预警任务的准确进行，就需要对所采集到的数据进行筛选，具体的，首先是会对数据进行预处理，使得数据能够更加的统一化和格式化，从而节省后续数据使用的处理时间，极大提高后续数据的调动便捷性。
[0020]然后就会确定本次所对应的业务需求，从而实现对业务类型的确定，例如需要对采空区进行预警，根据这个业务类型，就可以对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行初步的筛选，选出一部分跟该业务类型相关的数据出来。之后就对初步筛选后的第一监测数据源进行多元相关性分析，即分析其所对应的时空相关程度，根据该时空相关程度就可以在第一监测数据源中进行二次筛选，从而得到第二监测数据源，此时所对应的第二监测数据源对本次预警任务是十分相关的，即相关性极大的，通过这些数据就能够很好的对本次业务类型的预警进行准确且有效的判断。
[0021]之后根据业务类型进行具体预警任务的确定，并且根据第二监测数据源进行本次预警任务涉及的风险区域、以及预警和解除预警规则的策略设定，后续就可以根据第二监测数据源，依据对应的预警和解除预警规则的策略对风险区域内的第二检测数据源的趋势变化进行预测，以及风险预警。
[0022]1、本方案中采集到的数据类型比较多，这样使得后续的预测或者判断的结果都能够更加的准确，同时在数据的传输采用的是云边端的方式，实现了井下数据和地面数据的统一化管理，使得数据调用后的使用更加的快速，极大提高了系统的数据处理效率。
[0023]2、考虑到煤矿所对应的数据类型比较多和复杂，通过初步筛选以及后续的时空相关程度的判断，从而实现对数据的精准确定，确定选择出来的数据能够满足本次预警任务所对应的要求，能够更好的确保本次预警的真实性和准确性。在进行预测时，不仅考虑井下水文的数据，同时也考虑地面上水文的数据，从而将井下的水害数据与地面上的水的数据进行关联起来，相比现有技术中井下和地面各个监测内容相互独立，本申请通过将井下和地面各个监测内容进行相互结合使得在进行预警时准确的更高。即能够解决现有井下和地
面各个监测内容相互独立导致的水害监测预警准确度低的问题。
[0024]优选的，作为一种改进，所述地面水文监测数据包括雨量监测数据、长观孔监测数据、河流水位流量监测数据、温湿度监测数据、风速风向监测数据；
[0025]所述井下水文监测数据包括工作面及大巷的涌水量监测数据、采空区密闭的流量和压力监测数据、水仓液位温度监测数据、探放水流量监测数据、探放水钻孔轨迹监测数据、采掘进尺监测数据。
[0026]有益效果：对地面水文和井下水文的数据的检测更加的全面，极大提高了前期数据采集的全面性，这样能够有助于后续预警任务的多样化的实现。
[0027]优选的，作为一种改进，所述服务端中的数据接收模块包括：
[0028]采集模块，用于对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行采集，以及其所对应的各个采集设备的位置坐标以及其他属性信息进行采集；
[0029]设置模块，用于对各个采集设备的地址信息以及接收频率进行设置；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿水害监测预警系统，其特征在于：包括服务端和采集端；所述采集端包括地面水文监测模块、井下水文监测模块、数据传输模块；所述地面水文监测模块，用于对当前煤矿所对应的地面的数据进行无线监测和采集，生成对应的地面水文监测数据；所述井下水文监测模块，用于对当前煤矿所对应的井下的数据进行在线监测和采集，生成对应的井下水文监测数据；数据传输模块，用于将采集到的井下水文监测数据通过工业环网上传至预警系统服务器上；还用于将采集到的地面水文监测数据通过4G网络利用云服务器和中转服务器传输至工业环网中的预警系统服务器上；所述服务端包括：数据接收模块，用于从预警系统服务器上实时获取地面水文监测数据和井下水文监测数据；数据预处理模块，用于对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行数据预处理；初步筛选模块，用于根据业务需求，确定对应的业务类型，并根据业务类型，对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行初步筛选，生成对应的第一监测数据源；数据多元相关分析模块，用于根据初步筛选后的第一监测数据源，分析第一监测数据源中地面水文监测数据所对应的多种类型数据和井下水文监测数据所对应的多种类型数据的时空相关程度；数据多元降维处理模块，用于选择分析出针对当前业务类型所对应的时空相关程度超过预设相关程度阈值的多个类型数据，生成对应的第二监测数据源；预警策略设定模块，用于根据业务类型，确定对应的具体预警任务，并根据第二监测数据源，确定本次预警任务涉及的风险区域、以及预警和解除预警规则的策略设定；数据趋势预测预警模块，用于在该本次预警任务下，根据预警和解除预警规则的策略，对本次预警任务涉及的风险区域内的第二监测数据源的趋势变化进行预测，以及进行本次预警任务的预警。2.根据权利要求1所述的一种煤矿水害监测预警系统，其特征在于：所述地面水文监测数据包括雨量监测数据、长观孔监测数据、河流水位流量监测数据、温湿度监测数据、风速风向监测数据；所述井下水文监测数据包括工作面及大巷的涌水量监测数据、采空区密闭的流量和压力监测数据、水仓液位温度监测数据、探放水流量监测数据、探放水钻孔轨迹监测数据、采掘进尺监测数据。3.根据权利要求2所述的一种煤矿水害监测预警系统，其特征在于：所述服务端中的数据接收模块包括：采集模块，用于对地面水文监测数据和井下水文监测数据进行采集，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙喆，胡运兵，李云波，单礼岩，颜恭斌，覃海明，李慧洲，谢成梁，杨鹏飞，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：