一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统技术方案

本发明专利技术属于特厚煤层开采技术领域，涉及到一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统


[0001]本专利技术属于特厚煤层开采
，涉及到一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统
。

技术介绍

[0002]特厚煤层通常具有较大的煤储量和产量，能够提供大量的能源资源，所以相对于薄煤层和中厚煤层来说，特厚煤层的开采更具有优势
。
但是，特厚煤层开采是一个复杂且具有高风险的工程活动，在开采过程中可能会发生特厚煤层的倒顶
、
坠顶和顶板垮落等事故，也可能发生煤与瓦斯突出导致煤层破碎和冲击，给矿井安全带来严重影响等，均给工作人员带来了安全隐患，据此，针对特厚煤层开采信息的分析十分有必要
。
[0003]由于特厚煤层开采的高危险性，目前已有的特厚煤层开采信息分析主要集中在对开采过程中的各关键参数进行实时监测，并进行分析以达到提前预警的目的，但是忽略了在特厚煤层开采之前对其开采难度的评估，进而在一定程度了降低了特厚煤层的开采效率，增加了开采成本
。
[0004]目前已有的特厚煤层开采信息分析缺乏对特厚煤层自身开采难度的考虑，特厚煤层的厚度
、
倾角
、
稳定性和开采复杂性均会对开采难度产生影响，若倾角过大容易引起顶板的塌陷和顶板支护的困难，若稳定性差则煤层容易在开采过程中发生塌陷，开采复杂性过大则会降低开采效率
。
[0005]目前已有的特厚煤层开采信息分析缺乏对特厚煤层所需开设备影响的考虑，开采设备的损坏不仅会降低特厚煤层的开采效率，也会增加开采工作人员的人身安全风险，比如设备部件失效
、
电气故障等可能导致工作面顶板失稳
、
瓦斯积聚等危险情况，增加了事故的发生概率
。
[0006]目前已有的特厚煤层开采信息分析忽略了特厚煤层对应开环境对开采进度的影响，不利于开采计划的制定，若特厚煤层对应开环境的瓦斯浓度过高，无法保证煤矿的安全性和稳定性，也在一定程度上延长了特厚煤层的开采时间
。

技术实现思路

[0007]鉴于此，为解决上述
技术介绍
中所提出的问题，现提出一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统
。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，包括：特厚煤层信息监测模块，用于对目标特厚煤层进行监测，得到目标特厚煤层信息
。
[0009]特厚煤层信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采难度指数
。
[0010]开采设备历史信息解析模块，用于获取历史各特厚煤层所需各开采设备的历史信息，分析得到特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置
。
[0011]开采设备信息监测模块，用于对目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置
进行实时监测，得到目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置的运行数据
。
[0012]开采设备信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采设备影响指数
。
[0013]开采环境信息监测模块，用于对目标特厚煤层对应开采环境进行实时监测，得到目标特厚煤层对应开采环境各监测点的瓦斯浓度和地表沉降高度
。
[0014]开采环境信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采环境适宜指数
。
[0015]特厚煤层开采解析模块，用于根据目标特厚煤层的开采难度指数
、
开采设备影响指数和开采环境适宜指数，分析目标特厚煤层的综合开采难度系数
,
并进行反馈
。
[0016]煤矿数据库，用于存储各标准煤层图像，存储参考特厚煤层信息，存储参考特厚煤层对应的煤层参考稳定度和开采参考复杂度，存储历史各特厚煤层对应各开采设备的历史信息，存储历史各特厚煤层的开采年限，存储特厚煤层所需各开采设备各位置的标准电压和标准温度，存储特厚煤层所需开采设备的标准温度比，存储特厚煤层对应开采环境允许存在的瓦斯浓度阈值和地表沉降高度阈值，并存储目标特厚煤层的开采难度指数
、
开采设备影响指数和开采环境适宜指数
。
[0017]优选地，所述目标特厚煤层信息包括煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层抗压强度
、
煤层剪切强度
、
煤层抗拉强度
、
煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度
。
[0018]优选地，所述目标特厚煤层的开采难度指数的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层抗压强度
、
煤层剪切强度
、
煤层抗拉强度
、
煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，根据目标特厚煤层的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度，分析得到目标特厚煤层的煤层稳定度，根据目标特厚煤层的煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，分析得到目标特厚煤层的开采复杂度
。
[0019]分析目标特厚煤层的开采难度指数其中
T、
θ
、
分别为目标特厚煤层的煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层稳定度和开采复杂度，
T0、
θ0、
分别为从煤矿数据库中提取的参考特厚煤层对应的煤层参考厚度
、
煤层参考倾角
、
煤层参考稳定度和开采参考复杂度，
β1、
β2、
β3、
β4分别为设定的煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层稳定度和开采复杂度对应的开采难度指数的权重系数，
β1+
β2+
β3+
β4＝1，
e
为自然常数
。
[0020]优选地，所述目标特厚煤层的煤层稳定度和开采复杂度的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度，分别记为
F1、F2、F3，分析得到目标特厚煤层的煤层稳定度其中分别为从煤矿数据库中提取的参考特厚煤层对应的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度，
λ1、
λ2、
λ3分别为设定的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度对应煤层稳定度的影响因子
。
[0021]提取目标特厚煤层的煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，分析得到目标特厚煤层
的开采复杂度其中
m、H
i
分别为目标特厚煤层的目标特厚煤层的夹石层数和第
i
个夹石层厚度，
H0为设定的特厚煤层中允许存在的夹石层厚度，
i
＝
1,2,......,m
，
i
为各夹石层的编号，
δ1、
δ2分别为设定的夹石层数和夹石层厚度对应的修正因子...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，其特征在于：包括：特厚煤层信息监测模块，用于对目标特厚煤层进行监测，得到目标特厚煤层信息；特厚煤层信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采难度指数；开采设备历史信息解析模块，用于获取历史各特厚煤层所需各开采设备的历史信息，分析得到特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置；开采设备信息监测模块，用于对目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置进行实时监测，得到目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置的运行数据；开采设备信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采设备影响指数；开采环境信息监测模块，用于对目标特厚煤层对应开采环境进行实时监测，得到目标特厚煤层对应开采环境各监测点的瓦斯浓度和地表沉降高度；开采环境信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采环境适宜指数；特厚煤层开采解析模块，用于根据目标特厚煤层的开采难度指数
、
开采设备影响指数和开采环境适宜指数，分析目标特厚煤层的综合开采难度系数
,
并进行反馈；煤矿数据库，用于存储各标准煤层图像，存储参考特厚煤层信息，存储参考特厚煤层对应的煤层参考稳定度和开采参考复杂度，存储历史各特厚煤层对应各开采设备的历史信息，存储历史各特厚煤层的开采年限，存储特厚煤层所需各开采设备各位置的标准电压和标准温度，存储特厚煤层所需开采设备的标准温度比，存储特厚煤层对应开采环境允许存在的瓦斯浓度阈值和地表沉降高度阈值，并存储目标特厚煤层的开采难度指数
、
开采设备影响指数和开采环境适宜指数
。2.
根据权利要求1所述的一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，其特征在于：所述目标特厚煤层信息包括煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层抗压强度
、
煤层剪切强度
、
煤层抗拉强度
、
煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度
。3.
根据权利要求2所述的一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，其特征在于：所述目标特厚煤层的开采难度指数的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层抗压强度
、
煤层剪切强度
、
煤层抗拉强度
、
煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，根据目标特厚煤层的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度，分析得到目标特厚煤层的煤层稳定度，根据目标特厚煤层的煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，分析得到目标特厚煤层的开采复杂度；分析目标特厚煤层的开采难度指数其中
T、
θ
、
θ
分别为目标特厚煤层的煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层稳定度和开采复杂度，
T0、
θ0、
θ0分别为从煤矿数据库中提取的参考特厚煤层对应的煤层参考厚度
、
煤层参考倾角
、
煤层参考稳定度和开采参考复杂度，
β1、
β2、
β3、
β4分别为设定的煤层厚度
、
煤层倾角
、
煤层稳定度和开采复杂度对应的开采难度指数的权重系数，
β1+
β2+
β3+
β4＝1，
e
为自然常数
。4.
根据权利要求3所述的一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，其特征在于：所述目标特厚煤层的煤层稳定度和开采复杂度的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度，分别记为
F1、F2、
F3，分析得到目标特厚煤层的煤层稳定度其中分别为从煤矿数据库中提取的参考特厚煤层对应的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度，
λ1、
λ2、
λ3分别为设定的煤层抗压强度
、
煤层剪切强度和煤层抗拉强度对应煤层稳定度的影响因子；提取目标特厚煤层的煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，分析得到目标特厚煤层的开采复杂度其中
m、H
i
分别为目标特厚煤层的目标特厚煤层的夹石层数和第
i
个夹石层厚度，
H0为设定的特厚煤层中允许存在的夹石层厚度，
i
＝
1,2,......,m
，
i
为各夹石层的编号，
δ1、
δ2分别为设定的夹石层数和夹石层厚度对应的修正因子
。5.
根据权利要求1所述的一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，其特征在于：所述历史各特厚煤层所需各开采设备的历史信息包括各开采设备的故障次数
、
各开采设备所属各位置的故障次数和各开采设备所属各位置的各次故障的间隔时长
。6.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智翀，李高佳，姜一帆，刘晓伟，邬江，张科，张宏伟，吉雄，石岩，
申请(专利权)人：内蒙古满世煤炭集团罐子沟煤炭有限责任公司，
类型：发明
国别省市：