專(zhuān)利名稱(chēng)：煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種井下煤與瓦斯突出災(zāi)害的預(yù) 警系統(tǒng)及預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
煤與瓦斯突出(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"突出")是發(fā)生在煤礦井下的一種極其復(fù)雜的動(dòng) 力現(xiàn)象，它能在很短的時(shí)間內(nèi)，由煤巖體向巷道或采場(chǎng)拋出大量的煤巖及瓦斯， 產(chǎn)生如推倒礦車(chē)、破壞支架、導(dǎo)致巷道風(fēng)流逆轉(zhuǎn)等動(dòng)力效應(yīng)，經(jīng)常會(huì)破壞井下 設(shè)施設(shè)備和通風(fēng)系統(tǒng)，并容易造成煤炭掩埋人員、瓦斯窒息、瓦斯爆炸等傷亡 事故，給煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。我國(guó)是世界上突出災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之 一，突出礦井多、分布地域廣，突出事故多、強(qiáng)度大、傷亡人數(shù)多，所以，突 出災(zāi)害的防治一直是煤炭行業(yè)科技工作者和安全管理者的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。經(jīng)過(guò) 幾十年的研究和實(shí)踐，我國(guó)形成了一套集突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、防突措施、防 突措施效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)措施在內(nèi)的"四位一體，，綜合防突措施技術(shù)體系， 通過(guò)這套防突體系的推行，有效地指導(dǎo)了突出災(zāi)害的防治，但是，由于各種原 因，目前尚不能完全堵絕突出災(zāi)害的發(fā)生。
突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)是突出綜合防治體系的重要環(huán)節(jié)，目前，我國(guó)各突出礦井 主要通過(guò)打鉆的方式，測(cè)定煤層區(qū)域或工作面的突出危險(xiǎn)性，然后針對(duì)有危險(xiǎn) 的區(qū)域或工作面采取防突措施消除突出危險(xiǎn)。但是，目前的突出預(yù)測(cè)方法及指
標(biāo)存在以下主要不足①常用的突出預(yù)測(cè)方法在時(shí)間上是靜態(tài)的、在空間上是 不連續(xù)的，尚不能實(shí)時(shí)連續(xù)地預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性；②突出危險(xiǎn)性是根據(jù)測(cè)定的個(gè) 別預(yù)測(cè)指標(biāo)值確定，但是，常用的預(yù)測(cè)指標(biāo)多是間接和部分的反映影響突出危 險(xiǎn)性的三大因素(煤體所受的應(yīng)力、瓦斯賦存情況和煤的物理力學(xué)性質(zhì))，指標(biāo)
5在客觀上還存在一定的局限性；③常用的預(yù)測(cè)方法多是預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性的狀態(tài)， 而沒(méi)有考慮危險(xiǎn)性的發(fā)展趨勢(shì)，不利于超前采取措施；④常用的預(yù)測(cè)方法一般 僅根據(jù)測(cè)定指標(biāo)的大小簡(jiǎn)單確定，而沒(méi)有動(dòng)態(tài)地綜合考慮工作面周?chē)耐咚沟?質(zhì)情況、開(kāi)釆布置情況、防突技術(shù)措施執(zhí)行情況、工作面瓦斯涌出情況、突出 預(yù)兆情況、日常突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)指標(biāo)的變化情況等，突出預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率還有待提 高；⑤預(yù)測(cè)結(jié)果一般分為有危險(xiǎn)和沒(méi)有危險(xiǎn)兩種，當(dāng)有危險(xiǎn)性時(shí)，尚不能給出 危險(xiǎn)等級(jí)。
目前，我國(guó)絕大多數(shù)煤與瓦斯突出礦井均安裝了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)(如 KJ90型煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJ101型礦井監(jiān)控系統(tǒng)、KJ95煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系 統(tǒng)、KJF2000礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)等)，但是，對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)幾乎都沒(méi)有進(jìn) 行深入分析、實(shí)現(xiàn)突出預(yù)測(cè)，監(jiān)控系統(tǒng)的作用還沒(méi)有得到充分發(fā)揮。隨著信息 化技術(shù)的發(fā)展，多數(shù)煤礦都建立了自己的煤礦局域網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)部分安全信息 的共享，但是，實(shí)現(xiàn)共享的大多是煤礦日常安全管理方面的信息，在煤與瓦斯 突出防治等專(zhuān)業(yè)信息的共享方面還非常欠缺，不利于突出的綜合分析和預(yù)警。 在礦圖繪制方面，絕大多數(shù)礦井都采用了 CAD繪圖，但是，這種電子化的礦圖 還不能滿(mǎn)足數(shù)字化的需要，目前， 一些軟件公司開(kāi)發(fā)了基于地理信息系統(tǒng)(GIS) 的礦圖繪制系統(tǒng)并在部分礦井推廣應(yīng)用，為礦井的數(shù)字化和信息化工作奠定了 基礎(chǔ)，也為煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)研發(fā)提供了條件。
目前，我國(guó)尚沒(méi)有建立起煤與瓦斯突出的預(yù)警體系，對(duì)突出預(yù)警方法的研 究也剛剛開(kāi)始起步。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問(wèn)題，為此，本發(fā)明提出一種利用現(xiàn)有煤礦安 全監(jiān)控系統(tǒng)、礦井局域網(wǎng)、數(shù)字化礦井圖件為基礎(chǔ)的煤與瓦斯突出預(yù)警系統(tǒng)， 對(duì)相關(guān)的安全信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、綜合分析和智能預(yù)警，從而為礦井采取相應(yīng) 的突出防治措施，進(jìn)行瓦斯突出災(zāi)害防治提供依據(jù)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)，包括 地理信息系統(tǒng)GIS,作為實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)數(shù)字化及煤與瓦斯突
出災(zāi)害綜合預(yù)警的基本平臺(tái)；
綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器，用于儲(chǔ)存預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)及預(yù)警規(guī)則； 預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所有煤與瓦斯突出預(yù)警的信息數(shù)據(jù)； 預(yù)警數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的
煤與瓦斯突出預(yù)警凄丈據(jù)；
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)讀取煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯?jié)?br> 度實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，并將其上傳至綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)； 突出預(yù)警管理系統(tǒng)，分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的煤與瓦
斯突出預(yù)警信息數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)警指標(biāo)，進(jìn)行煤與瓦斯突出綜合預(yù)警，發(fā)出預(yù)警
4呂息。
進(jìn)一步，所述預(yù)警凄t據(jù)管理系統(tǒng)包括
地質(zhì)測(cè)量管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的地 質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)；
瓦斯地質(zhì)分析系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的瓦 斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)；
采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 的采掘動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)；
監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)，用于維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)中瓦斯涌出信息數(shù)據(jù)，智能計(jì) 算與突出有關(guān)的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)；
防突動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的日 常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、煤層厚度和軟分層厚度的信息數(shù)據(jù)；
突出預(yù)警指標(biāo)管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警指標(biāo)及其臨 界值信息；
進(jìn)一步，突出預(yù)警管理系統(tǒng)將煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)在GIS地理信息系統(tǒng) 中進(jìn)行數(shù)字化處理和集成。本發(fā)明還提供一種煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法，包括以下方面
1) 地質(zhì)測(cè)量信息管理人員通過(guò)地質(zhì)測(cè)量信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服 務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)，并對(duì)地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)進(jìn)行 維護(hù)；
瓦斯地質(zhì)信息管理人員通過(guò)瓦斯地質(zhì)信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù) 器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，并對(duì)瓦斯地質(zhì)信息數(shù)椐進(jìn)行維 護(hù)；
采掘信息管理人員通過(guò)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中 的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入采掘信息數(shù)據(jù)，并對(duì)采掘信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
防突管理人員通過(guò)防突動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜 合數(shù)據(jù)庫(kù)加入日常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、煤層厚度、軟分層厚度等信息數(shù)據(jù)， 并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)自動(dòng)讀取煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯?jié)?度實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，并將其上傳至綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；
防突管理人員通過(guò)突出預(yù)警管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜 合數(shù)據(jù)庫(kù)加入預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息數(shù)據(jù)，并對(duì)預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息數(shù) 據(jù)進(jìn)行維護(hù)。
2) 突出預(yù)警管理系統(tǒng)，分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的煤與 瓦斯突出預(yù)警信息數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)警方法和規(guī)則，進(jìn)行煤與瓦斯突出綜合預(yù)警， 發(fā)出預(yù)警信息。
進(jìn)一步，所述步驟2)具體包括如下步驟
21 )突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)中的地質(zhì)勘探鉆孔和井下探煤鉆 孔的勘探線(xiàn)、鉆孔參數(shù)、見(jiàn)煤點(diǎn)、地層、煤層、構(gòu)造數(shù)據(jù)和巷道測(cè)量數(shù)據(jù)的空 間信息及它們的屬性信息生成基于GIS地理信息系統(tǒng)的礦井?dāng)?shù)字化采掘工程平 面圖，為實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出綜合預(yù)警提供基礎(chǔ)平臺(tái)；
22)突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)中的礦井實(shí)測(cè)瓦斯壓力、瓦斯含量及煤樣瓦斯參數(shù)，生成瓦斯壓力、瓦斯含量及瓦斯涌出量等值線(xiàn)和煤層瓦斯 地質(zhì)圖，標(biāo)示出煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、
應(yīng)力集中區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造帶，生成基于GIS地理信息系統(tǒng)的煤層瓦斯地質(zhì)圖； 23)從瓦斯地質(zhì)異常、采掘生產(chǎn)影響、瓦斯涌出特征、日常預(yù)測(cè)指標(biāo)和突
出預(yù)兆中的至少一個(gè)方面進(jìn)行突出危險(xiǎn)性綜合預(yù)警； 進(jìn)一步，所述步驟23)具體包括如下步驟
231 )突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)中的工作面日常采掘進(jìn)尺數(shù) 據(jù)信息判斷計(jì)算工作面的實(shí)際空間位置與煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、 高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造帶之間的實(shí)際距離，當(dāng)采掘工 作面靠近煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力 集中區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)；
進(jìn)一步，所述步驟2)還包括如下步驟
232 )突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指 標(biāo)，并根據(jù)瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)發(fā)出預(yù)警信息；
233 )突出預(yù)警系統(tǒng)才艮據(jù)防突信息數(shù)據(jù)中的突出預(yù)兆信息和采掘工作面日常 預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行煤與瓦斯突出預(yù)警，發(fā)出預(yù)警信息；所述突出預(yù)兆包括夾鉆、頂 鉆和響煤炮，所述采掘工作面日常預(yù)測(cè)指標(biāo)包括鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)利用現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)(如 KJ90、 KJ66、 KJ2000等)和礦井建立的局域網(wǎng)，通過(guò)本發(fā)明的煤與瓦斯突出綜 合預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警方法，將散落在煤礦各職能部門(mén)的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存、瓦 斯賦存、采掘生產(chǎn)、日常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、瓦斯涌出等安全信息在地理信 息系統(tǒng)GIS平臺(tái)上進(jìn)行集中管理和綜合分析，整合現(xiàn)有資源，降低預(yù)測(cè)成本， 提高預(yù)警的準(zhǔn)確率，使預(yù)警同時(shí)具有實(shí)時(shí)性和前瞻性，有效預(yù)防煤礦煤與瓦斯 突出災(zāi)害的發(fā)生。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行 闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)，權(quán)利要求書(shū)，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本
發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述
圖1示出了煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖2示出了煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法中相關(guān)的預(yù)警指標(biāo)和信息。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)包括
地理信息系統(tǒng)GIS1 ，作為實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)數(shù)字化及煤與瓦斯突
出災(zāi)害綜合預(yù)警的基本平臺(tái)；
綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器2，用于儲(chǔ)存綜合預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)及預(yù)警規(guī)則；預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)3，用于存儲(chǔ)所有煤與瓦斯突出預(yù)警的信息數(shù)據(jù)；預(yù)警數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)4,用于維護(hù)綜合預(yù)警凝:據(jù)服務(wù)器中的煤與瓦斯突出預(yù)
警數(shù)據(jù)；
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5,用于實(shí)時(shí)讀取煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，并將其上傳至綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器；
突出預(yù)警管理系統(tǒng)6,分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的煤與瓦斯突出預(yù)警信息數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)GIS1中進(jìn)行數(shù)字化處理和集成，根據(jù)預(yù)警方法和規(guī)則，進(jìn)行煤與瓦斯突出綜合預(yù)警，發(fā)出預(yù)警信息；
所述預(yù)警數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)4具體包括。
地質(zhì)測(cè)量管理系統(tǒng)41，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)；
瓦斯地質(zhì)分析系統(tǒng)42,用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)；
采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)43,用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的采掘動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)；
監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)44,用于維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)中瓦斯涌出信息數(shù)據(jù)，智能計(jì)算瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)；
防突動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)45,用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的日常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、煤層厚度、軟分層厚度等信息數(shù)據(jù)；
突出預(yù)警指標(biāo)管理系統(tǒng)46，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息。
煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法具體為
1)地質(zhì)測(cè)量信息管理人員通過(guò)地質(zhì)測(cè)量信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)，并對(duì)地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
瓦斯地質(zhì)信息管理人員通過(guò)瓦斯地質(zhì)信息管理系統(tǒng)，在綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，并對(duì)瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
采掘信息管理人員通過(guò)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，在綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入采掘信息數(shù)據(jù)，并對(duì)采掘信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
防突管理人員通過(guò)防突動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，在綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入日常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、煤層厚度、軟分層厚度等信息數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)自動(dòng)讀取煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，并將其上傳至綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器；
防突管理人員通過(guò)突出預(yù)警管理系統(tǒng)，在綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜
ii合數(shù)據(jù)庫(kù)加入預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息數(shù)據(jù)，并對(duì)預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。
2)突出預(yù)警管理系統(tǒng)，分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的煤與瓦斯突出預(yù)警信息數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)警方法和規(guī)則，進(jìn)行煤與瓦斯突出綜合預(yù)警，發(fā)出預(yù)警信息；具體包括如下步驟
21) 突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)中的地質(zhì)勘探鉆孔和井下探煤鉆孔的勘探線(xiàn)、鉆孔參數(shù)、見(jiàn)煤點(diǎn)、地層、煤層、構(gòu)造數(shù)據(jù)和巷道測(cè)量數(shù)據(jù)的空間信息及它們的屬性信息生成基于GIS地理信息系統(tǒng)的礦井?dāng)?shù)字化采掘工程平面圖，為實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出綜合預(yù)警提供基礎(chǔ)平臺(tái)；
22) 突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)中的礦井實(shí)測(cè)瓦斯壓力、瓦斯含量及煤樣瓦斯參數(shù)，生成瓦斯壓力、瓦斯含量及瓦斯涌出量等值線(xiàn)和煤層瓦斯地質(zhì)圖，標(biāo)示出煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造帶，生成基于GIS地理信息系統(tǒng)的煤層瓦斯地質(zhì)23) 從瓦斯地質(zhì)異常、采掘生產(chǎn)影響、瓦斯涌出特征、日常預(yù)測(cè)指標(biāo)及突出預(yù)兆等方面綜合考慮影響煤與瓦斯突出各項(xiàng)危險(xiǎn)因素進(jìn)行突出危險(xiǎn)性綜合預(yù)警，具體包括以下幾個(gè)方面
231 )突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)中的工作面日常采掘進(jìn)尺數(shù)據(jù)信息判斷計(jì)算工作面的實(shí)際空間位置與煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造帶之間的實(shí)際距離，當(dāng)采掘工作面靠近煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造帶等瓦斯地質(zhì)異常區(qū)時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)；瓦斯地質(zhì)異常主要指的是影響煤與瓦斯突出的各種瓦斯地質(zhì)異常因素，如煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)及地質(zhì)構(gòu)造帶等瓦斯地質(zhì)異常區(qū)。
通過(guò)瓦斯地質(zhì)異常預(yù)警的方法是指根據(jù)礦井地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育特征、煤層賦存信息、煤層的瓦斯參^t實(shí)際測(cè)定數(shù)值、實(shí)際發(fā)生的瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象信息、瓦斯抽采參數(shù)信息、保護(hù)層開(kāi)采參數(shù)信息等，對(duì)煤層、瓦斯的賦存特征進(jìn)行預(yù)測(cè)、對(duì)煤層突出危險(xiǎn)性進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)，并生成煤層瓦斯地質(zhì)圖。根據(jù)工作面的實(shí)際空間位置及其周?chē)?一定范圍內(nèi)的瓦斯地質(zhì)信息進(jìn)行突出危險(xiǎn)性超前預(yù)警，當(dāng)判斷工作面接近或位于煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)及地質(zhì)構(gòu)造帶等瓦斯地質(zhì)異常區(qū)時(shí)，即時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
具體來(lái)說(shuō)通過(guò)瓦斯地質(zhì)異常進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)警的指標(biāo)有煤層厚度變異系數(shù)、軟分層厚度以及工作面距地質(zhì)構(gòu)造帶、突出危險(xiǎn)區(qū)的距離等。當(dāng)煤層厚度變異系數(shù)Cv> 0. 2或軟分層厚度> 0. 2m或工作面距地質(zhì)構(gòu)造帶、突出危險(xiǎn)區(qū)的距離《10m時(shí)，即時(shí)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性報(bào)警；
232)突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)中巷道、保留煤柱的真實(shí)空間位置信息，在此基礎(chǔ)上劃分出由于采掘巷道之間相互影響產(chǎn)生的應(yīng)力集中區(qū)以及保留煤柱產(chǎn)生的應(yīng)力集中區(qū)的范圍。再根據(jù)工作面日常采掘進(jìn)尺數(shù)據(jù)信息判斷計(jì)算工作面的實(shí)際空間位置與上述這些應(yīng)力集中區(qū)之間的實(shí)際距離，當(dāng)采掘工作面靠近應(yīng)力集中區(qū)時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)。
具體來(lái)說(shuō)通過(guò)釆掘生產(chǎn)影響進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)警的指標(biāo)為工作面距應(yīng)力集中區(qū)的距離。當(dāng)工作面距應(yīng)力集中區(qū)的距離《10m時(shí)，即時(shí)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性報(bào)警；
233 )突出預(yù)警系統(tǒng)才艮據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)，發(fā)出預(yù)警信息；利用瓦斯涌出特征預(yù)警指的是通過(guò)實(shí)時(shí)讀取礦井監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的工作面瓦斯涌出數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出與突出有關(guān)的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)，如炮后30min噸煤瓦斯涌出量V3。、瓦斯涌出變異系數(shù)Kv等，實(shí)現(xiàn)工作面突出危
險(xiǎn)性的超前、實(shí)時(shí)及智能報(bào)警。當(dāng)V3。>9或Kv>0. 7時(shí)，即進(jìn)行突出危險(xiǎn)性報(bào)
攀
234)突出預(yù)警系統(tǒng)才艮據(jù)防突信息數(shù)據(jù)中的突出預(yù)兆信息和采掘工作面日常預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行煤與瓦斯突出預(yù)警，發(fā)出預(yù)警信息；利用突出預(yù)兆信息進(jìn)行突出
頂鉆、噴孔、響煤炮等各種突出預(yù)兆信息，進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性的超前預(yù)警，當(dāng)出現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)夾鉆、頂鉆、噴孔、響煤炮等各種突出預(yù)兆信息之一時(shí)，即進(jìn)行
突出危險(xiǎn)性報(bào)警；所述采掘工作面日常預(yù)測(cè)指標(biāo)包括如鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Kh △h2、鉆屑量S等； 一方面根據(jù)當(dāng)前預(yù)測(cè)循環(huán)實(shí)際測(cè)定的日常預(yù)測(cè)指標(biāo)數(shù)值與其臨界值進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)工作面突出危險(xiǎn)的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)K々0.5或Ahz》200Pa或S》6. OKg/m時(shí)，即進(jìn)行突出危險(xiǎn)性報(bào)警；另一方面對(duì)工作面日常預(yù)測(cè)指標(biāo)歷史預(yù)測(cè)循環(huán)的測(cè)定數(shù)值進(jìn)行綜合分析，根據(jù)其變化趨勢(shì)和幅度對(duì)工作面突出危險(xiǎn)性的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行超前預(yù)警。連續(xù)統(tǒng)計(jì)幾個(gè)歷史預(yù)測(cè)循環(huán)的測(cè)定數(shù)值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其均超過(guò)其指標(biāo)臨界值的80%時(shí)，即進(jìn)行工作面突出危險(xiǎn)性發(fā)展趨勢(shì)的超前報(bào)警。
以上所述即為本發(fā)明所述的從瓦斯地質(zhì)異常、采掘生產(chǎn)影響、瓦斯涌出特征、日常預(yù)測(cè)指標(biāo)及突出預(yù)兆等方面綜合考慮影響煤與瓦斯突出各項(xiàng)危險(xiǎn)因素進(jìn)行突出危險(xiǎn)性綜合預(yù)警的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性綜合預(yù)警方法。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)
范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于包括地理信息系統(tǒng)GIS，作為實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)數(shù)字化及煤與瓦斯突出災(zāi)害綜合預(yù)警的基本平臺(tái)；綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器，用于儲(chǔ)存預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)及預(yù)警規(guī)則；預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所有煤與瓦斯突出預(yù)警的信息數(shù)據(jù)；預(yù)警數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)；煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)讀取煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，并將其上傳至綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；突出預(yù)警管理系統(tǒng)，分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的煤與瓦斯突出預(yù)警信息數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)警指標(biāo)，進(jìn)行煤與瓦斯突出綜合預(yù)警，發(fā)出預(yù)警信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng),其特征在于所述 預(yù)警數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括地質(zhì)測(cè)量管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的地 質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)；瓦斯地質(zhì)分析系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的瓦 斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)；釆掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 的采掘動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)；監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)，用于維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)中瓦斯涌出信息數(shù)據(jù)，智能計(jì) 算與突出有關(guān)的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)；防突動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的日 常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、煤層厚度和軟分層厚度的信息數(shù)據(jù)；突出預(yù)警指標(biāo)管理系統(tǒng)，用于維護(hù)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于突出預(yù)警管理系統(tǒng)將煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)在GIS地理信息系統(tǒng)中進(jìn) 行數(shù)字化處理和集成。
4. 煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法，其特征在于包括以下步驟1 )地質(zhì)測(cè)量信息管理人員通過(guò)地質(zhì)測(cè)量信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服 務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)，并對(duì)地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)進(jìn)行 維護(hù)；瓦斯地質(zhì)信息管理人員通過(guò)瓦斯地質(zhì)信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù) 器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，并對(duì)瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；采掘信息管理人員通過(guò)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中 的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)加入采掘信息數(shù)據(jù)，并對(duì)采掘信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；防突管理人員通過(guò)防突動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜 合數(shù)據(jù)庫(kù)加入日常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、煤層厚度、軟分層厚度等信息數(shù)據(jù)， 并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)自動(dòng)讀取煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯?jié)?度實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，并將其上傳至綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)；防突管理人員通過(guò)突出預(yù)警管理系統(tǒng)，向綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的預(yù)警綜 合數(shù)據(jù)庫(kù)加入預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息數(shù)據(jù)，并對(duì)預(yù)警指標(biāo)及其臨界值信息數(shù) 據(jù)進(jìn)行維護(hù)。2)突出預(yù)警管理系統(tǒng)，分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中預(yù)警綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的煤與 瓦斯突出預(yù)警信息數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)警方法和規(guī)則，進(jìn)行煤與瓦斯突出綜合預(yù)警， 發(fā)出預(yù)警信息。
5. 如權(quán)利要求4所述的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法，其特征在于所述步 驟2)具體包括如下步驟21)突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)地質(zhì)測(cè)量信息數(shù)據(jù)中的地質(zhì)勘探鉆孔和井下探煤鉆 孔的勘探線(xiàn)、鉆孔參數(shù)、見(jiàn)煤點(diǎn)、地層、煤層、構(gòu)造數(shù)據(jù)和巷道測(cè)量數(shù)據(jù)的空間信息及它們的屬性信息生成基于GIS地理信息系統(tǒng)的礦井?dāng)?shù)字化采掘工程平 面圖，為實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出綜合預(yù)警提供基礎(chǔ)平臺(tái)；22) 突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)瓦斯地質(zhì)信息數(shù)據(jù)中的礦井實(shí)測(cè)瓦斯壓力、瓦斯含 量及煤樣瓦斯參數(shù)，生成瓦斯壓力、瓦斯含量及瓦斯涌出量等值線(xiàn)和煤層瓦斯 地質(zhì)圖，標(biāo)示出煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、 應(yīng)力集中區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造帶，生成基于GIS地理信息系統(tǒng)的煤層瓦斯地質(zhì)圖；23) 從瓦斯地質(zhì)異常、采掘生產(chǎn)影響、瓦斯涌出特征、日常預(yù)測(cè)指標(biāo)和突 出預(yù)兆中的至少 一個(gè)方面進(jìn)行突出危險(xiǎn)性綜合預(yù)警。
6. 如權(quán)利要求5所述的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法，其特征在于所述步 驟23具體包括如下步驟231)突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)采掘動(dòng)態(tài)信息管理系統(tǒng)中的工作面日常采掘進(jìn)尺數(shù) 據(jù)信息判斷計(jì)算工作面的實(shí)際空間位置與煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、 高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造帶之間的實(shí)際距離，當(dāng)采掘工 作面靠近煤層賦存異常區(qū)、軟分層賦存異常區(qū)、高瓦斯區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力 集中區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)。
7. 如權(quán)利要求6所述的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警方法，其特征在于所述步 驟2)還包括如下步驟232)突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指 標(biāo)，并根據(jù)瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)發(fā)出預(yù)警信息；233)突出預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)防突信息數(shù)據(jù)中的突出預(yù)兆信息和釆掘工作面日常 預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行煤與瓦斯突出預(yù)警，發(fā)出預(yù)警信息；所述突出預(yù)兆包括夾鉆、頂 鉆和響煤炮，所述采掘工作面日常預(yù)測(cè)指標(biāo)包括鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)和鉆屑量。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種井下煤與瓦斯突出災(zāi)害的預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法；所述煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)，利用現(xiàn)有的局域網(wǎng)，將綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器、預(yù)警數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和現(xiàn)有的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)連接，通過(guò)突出預(yù)警模塊，分析綜合預(yù)警數(shù)據(jù)服務(wù)器中的煤與瓦斯突出預(yù)警數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果，發(fā)出預(yù)警信息，通過(guò)本發(fā)明的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警方法，可將原散落在煤礦各職能部門(mén)的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存、瓦斯賦存、采掘生產(chǎn)、日常預(yù)測(cè)指標(biāo)、突出預(yù)兆、瓦斯涌出等安全信息在地理信息系統(tǒng)GIS平臺(tái)上進(jìn)行集中管理和綜合分析，整合現(xiàn)有資源，提高預(yù)警的準(zhǔn)確率，使預(yù)警同時(shí)具有實(shí)時(shí)性和前瞻性，有效預(yù)防煤礦煤與瓦斯突出災(zāi)害的發(fā)生。
文檔編號(hào)E21F17/18GK101550841SQ200910103819
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者勇 刁, 程 劉, 唐韓英, 崔俊飛, 康建寧, 李明建, 楊義輝, 趙旭生, 韓文驥 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院