礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化信息系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化綜合信息系統(tǒng)，它是將礦井物探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、化探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和水害防治監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心服務(wù)器。改變目前物探、化探、水害防治監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)等裝備單一運(yùn)行、數(shù)據(jù)不能共享的模式，將每一臺(tái)防治水裝備作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化智能數(shù)據(jù)終端，通過(guò)在礦井、集團(tuán)公司和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心設(shè)置的監(jiān)測(cè)服務(wù)器采集智能終端數(shù)據(jù)，為礦井提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)儲(chǔ)存、動(dòng)態(tài)分析、智能判別等功能，構(gòu)建我國(guó)水害防治管控一體化綜合信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)探、放、排等礦井防治水關(guān)鍵裝備的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、系統(tǒng)化運(yùn)行，使得防治水管理專業(yè)化、流程化、自動(dòng)化和決策科學(xué)化。
【專利說(shuō)明】礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化信息系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦井水害防治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井水害問(wèn)題一直是制約我國(guó)煤炭生產(chǎn)的重要因素之一，嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。隨著開(kāi)采深度、開(kāi)采強(qiáng)度、開(kāi)采速度、開(kāi)采規(guī)模的增加和擴(kuò)大，來(lái)自地下水的威脅日益嚴(yán)重。我國(guó)大中型煤礦中，水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜或極復(fù)雜類型的煤礦占25.04%，2007-2009年發(fā)生的煤礦透水事故中屬于一般事故的為23起，較大事故的為38起，重大事故的為9起。幾乎每次透水事故都會(huì)造成人員傷亡，其中造成3人以上死亡的事故占到總數(shù)67.1%，這嚴(yán)重影響了煤礦的安全生產(chǎn)，給國(guó)家和人民造成了很大的財(cái)產(chǎn)和生命損失。我國(guó)煤礦重特大事故中，水害的發(fā)生次數(shù)位于瓦斯和頂板事故，而在死亡人數(shù)上僅次于瓦斯事故，其所造成的經(jīng)濟(jì)損失則高居榜首。由上可知，我國(guó)煤礦的水害防治工作非常緊迫和必要；但我國(guó)的礦井水害防治技術(shù)較為落后，具體表現(xiàn)為水害防治手段單一、自動(dòng)化水平低，而且我國(guó)各煤炭集團(tuán)普遍存在下屬單位分散、溝通不暢、信息不對(duì)等問(wèn)題，一旦發(fā)生水害，往往因?yàn)樾畔o(wú)法有效傳遞，導(dǎo)致延誤救援時(shí)機(jī)，給各煤炭集團(tuán)造成巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。
[0003]目前水害防治物探設(shè)備、化探設(shè)備和水害防治信息系統(tǒng)之間還處于孤立運(yùn)行階段。物探工程師和水化學(xué)分析工程師應(yīng)用單體物探設(shè)備或者化探設(shè)備進(jìn)行勘探化驗(yàn)后，一般通過(guò)手工方式將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，然后輸入到計(jì)算機(jī)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算后得到處理結(jié)果，撰寫(xiě)數(shù)據(jù)分析報(bào)告上報(bào)相關(guān)組織或領(lǐng)導(dǎo)。由于物探或者水化學(xué)分析是一個(gè)專業(yè)性較強(qiáng)的工作，一般分析人員的到的分析結(jié)果與實(shí)際情況可能存在較大偏差，整個(gè)探測(cè)過(guò)程通過(guò)人工手動(dòng)去完成，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，并且不能及時(shí)得到資深專家指導(dǎo)，不能很好地促進(jìn)安全生產(chǎn)。
[0004]建立礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化綜合信息系統(tǒng)，并開(kāi)發(fā)智能化程度高的物探、化探、監(jiān)測(cè)預(yù)警裝備與之配套，當(dāng)各煤礦集團(tuán)的下屬礦井所屬的物探儀器、化探儀器和監(jiān)測(cè)預(yù)警儀器在探測(cè)完成后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)將探測(cè)數(shù)據(jù)上傳礦井水害防治綜合信息平臺(tái)，自動(dòng)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性分析、智能故障巡查、警情自動(dòng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器，以供平臺(tái)上有權(quán)限的防治水專家進(jìn)行參考分析并提出針對(duì)性意見(jiàn)；當(dāng)一個(gè)礦井發(fā)生水害時(shí)，平臺(tái)上各水害防治專家共同分析，平臺(tái)上各煤礦人員、物資集中支援，平臺(tái)上相應(yīng)范圍內(nèi)的水文數(shù)據(jù)全面共享，實(shí)現(xiàn)群策群力，共同救災(zāi)，有效保障礦井和人身安全，避免公共財(cái)產(chǎn)和生命損失。
[0005]在各礦業(yè)集團(tuán)公司(礦井上級(jí)管理部門(mén))或在上級(jí)監(jiān)管部門(mén)授權(quán)下建立數(shù)據(jù)服務(wù)中心，記錄所有設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步、共享；實(shí)現(xiàn)用戶水害防治設(shè)備的統(tǒng)一管理；實(shí)現(xiàn)礦井與集團(tuán)，礦井與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)通信；實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果在華安奧特?cái)?shù)據(jù)中心統(tǒng)一分析操作，實(shí)現(xiàn)決策科學(xué)化；建立并實(shí)現(xiàn)搶險(xiǎn)救援的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制。實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，即:
O統(tǒng)一的水害防治流程標(biāo)準(zhǔn)化管理 2)統(tǒng)一的水害防治計(jì)劃、報(bào)表管理
3)統(tǒng)一的水害防治數(shù)據(jù)備份管理
4)統(tǒng)一的水害防治方案及設(shè)計(jì)管理
5)統(tǒng)一的水害防治工程管理
6)統(tǒng)一的水害防治安全技術(shù)措施管理
7)統(tǒng)一的水害預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)管理
8)統(tǒng)一的水害防治資產(chǎn)管理
9)統(tǒng)一的水害防治設(shè)備采購(gòu)管理
10)統(tǒng)一的水害信息發(fā)布平臺(tái)
本發(fā)明致力于建立一個(gè)專注于礦井水害防治的綜合信息系統(tǒng)，使全國(guó)各煤礦應(yīng)用的物探設(shè)備、化探設(shè)備、應(yīng)急救援設(shè)備、水文地質(zhì)信息系統(tǒng)、水害防治監(jiān)控系統(tǒng)等統(tǒng)一監(jiān)管、調(diào)度，使全國(guó)各煤礦的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控信息在各煤礦集團(tuán)有效共享，并最終形成全國(guó)范圍的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)中心。通過(guò)先進(jìn)的水害監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制、全面而完善的業(yè)務(wù)管理功能、統(tǒng)一的水害防治裝備監(jiān)管平臺(tái)、共享的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢服務(wù)和便捷的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，連通全國(guó)各煤炭集團(tuán)的各個(gè)礦井，組成一個(gè)全國(guó)范圍的煤礦水害防治和煤礦企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，具有重大意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化綜合信息系統(tǒng)，分為五層:第一層為設(shè)備層，第二層為子系統(tǒng)層，第三層為礦井層，第四層為集團(tuán)公司層，第五層為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心層，各層之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起；設(shè)備層包括物探設(shè)備、化探設(shè)備、系統(tǒng)設(shè)備等；物探設(shè)備包括電法類設(shè)備、磁法類設(shè)備、震法類設(shè)備、無(wú)線電波透視類設(shè)備等；電法類設(shè)備包括:直流電法儀、高密度交流電法儀、隧道超前探測(cè)電法儀等各種應(yīng)用電法原理制作出的儀器；磁法類設(shè)備包括:本安型瞬變電磁儀、地面大功率瞬變電磁儀、發(fā)射接收線圈一體化便攜式瞬變電磁儀等各種應(yīng)用地質(zhì)體二次場(chǎng)實(shí)現(xiàn)地球物理探測(cè)的儀器；震法類設(shè)備:單通道地震儀、多通道地震儀、三維地震儀、槽波地震儀、MSP (礦井地震儀)、微震監(jiān)測(cè)儀、瑞利波勘探儀、多分量地震探測(cè)儀、TSP (隧道超前探測(cè)儀)等應(yīng)用地震原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的設(shè)備；無(wú)線電波透視類設(shè)備包括:地質(zhì)雷達(dá)、無(wú)線電波透視儀等應(yīng)用無(wú)線電波透視原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的儀器；化探設(shè)備包括礦井水離子含量分析類儀器、礦井水中同位素分析類儀器、光譜分析類儀器和水源快速識(shí)別類儀器等。
[0007]子系統(tǒng)層包括:物探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、化探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、水害防治監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)、礦井水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、底板水害監(jiān)控系統(tǒng)、頂板水害監(jiān)控系統(tǒng)、超前探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)；各子系統(tǒng)通過(guò)Wif1、Zigbee,3G等無(wú)線方式或者以太網(wǎng)、RS485、CAN、電話線等有線方式采集所屬設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并把采集的數(shù)據(jù)通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備傳送到井上設(shè)置的礦用數(shù)據(jù)通信接口，通過(guò)礦用數(shù)據(jù)通信接口至礦井設(shè)置的裝有監(jiān)測(cè)分析軟件的監(jiān)測(cè)服務(wù)器；礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)把數(shù)據(jù)發(fā)送給集團(tuán)公司設(shè)置的監(jiān)測(cè)服務(wù)器和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并通過(guò)GPRS收發(fā)器至GPRS公共數(shù)據(jù)網(wǎng)。
[0008]監(jiān)測(cè)分析軟件的處理步驟是: 第一步:先根據(jù)礦井情況設(shè)置各子系統(tǒng)參數(shù)及報(bào)警閾值；
第二步:監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與報(bào)警閾值進(jìn)行比較，比較結(jié)果超出閾值范圍，軟件發(fā)出事件報(bào)警信息；
第三步:同時(shí)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)定時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)；
第四步:對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)趨勢(shì)分析、多參數(shù)關(guān)聯(lián)分析和智能判別分析；第五步:將以上分析情況再根據(jù)各系統(tǒng)輸入的參數(shù)作以下處理，一是生成綜合報(bào)表，二是輸出礦井各子系統(tǒng)的危險(xiǎn)性綜合預(yù)測(cè)情況，三是輸出到GPRS收發(fā)器，對(duì)授權(quán)用戶進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)輸出；
第六步:當(dāng)?shù)V井或者集團(tuán)公司發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把異常信息發(fā)送給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心有強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)會(huì)對(duì)接收到的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和判斷，并把判斷結(jié)果即時(shí)反饋給礦井和集團(tuán)公司用戶。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(I)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了全礦區(qū)、全集團(tuán)公司乃至全國(guó)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)共享，有效推動(dòng)礦井水害防治技術(shù)和手段的提高。通過(guò)建立水害防治管控一體化綜合信息系統(tǒng)，上級(jí)部門(mén)可以有效監(jiān)督下級(jí)部門(mén)水害防治措施落實(shí)情況，及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，促進(jìn)管理水平的提高。
[0010](2)本發(fā)明改變了水害防治物探設(shè)備、化探設(shè)備和水害防治信息系統(tǒng)之間孤立運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)三者獲取數(shù)據(jù)的信息融合分析提高了水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。其理論依據(jù)是基于礦山水情分布的“內(nèi)外應(yīng)力場(chǎng)理論”和“下三帶理論”。隨采場(chǎng)推進(jìn)，上覆巖層運(yùn)動(dòng)和礦山壓力分布都處于不斷變化之中，其上覆巖層(包括頂板)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性決定了礦山壓力分布及其壓力分布的規(guī)律性；底板導(dǎo)水破壞帶由于采動(dòng)礦壓的作用，底板巖層連續(xù)性遭到破壞，導(dǎo)水性發(fā)生明顯改變，影響有效隔水層保護(hù)帶保持采前巖層的連續(xù)性及其阻抗水性能，從而使得承壓水導(dǎo)升帶中含水層的承壓水沿隔水底板中的裂隙或斷裂帶上升。通過(guò)物探設(shè)備、化探設(shè)備和水害防治信息系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)礦壓、水位、水溫、水質(zhì)、水源類型、底板視點(diǎn)阻率、導(dǎo)水構(gòu)造發(fā)育情況等信息，可以有效遏制水害事故的發(fā)生；
(3)本發(fā)明提高了水害防治的自動(dòng)化水平，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)物探、化探設(shè)備的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、系統(tǒng)化，企業(yè)管理信息化和企業(yè)決策科學(xué)化，大幅度降低煤礦安全事故、提高救援效率，增強(qiáng)煤礦企業(yè)管理能力，降低煤礦企業(yè)管理成本，提高煤礦企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為煤礦的安全保駕護(hù)航；
(4)本發(fā)明為我國(guó)的礦井水害防治工作提供技術(shù)支撐體系和專業(yè)信息平臺(tái)，對(duì)提高我國(guó)礦井水害防治智能預(yù)警的有效性及我國(guó)的礦井水害防治的技術(shù)水平，促進(jìn)煤礦安全管理方式的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)資源整合，提高資源利用率，減少水害事故發(fā)生，保障各礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)，增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，提高產(chǎn)業(yè)層次，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加速自主品牌的推廣具有重大意義。
[0011]【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
圖1是本發(fā)明礦井水害管控一體化綜合信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)處理過(guò)程示意圖。
[0013]【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化綜合信息系統(tǒng)主要分為五層:第一層為設(shè)備層，第二層為子系統(tǒng)層，第三層為礦井層，第四層為集團(tuán)公司層，第五層為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心層，各層之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起；設(shè)備層包括物探設(shè)備、化探設(shè)備、系統(tǒng)設(shè)備等；物探設(shè)備包括電法類設(shè)備、磁法類設(shè)備、震法類設(shè)備、無(wú)線電波透視類設(shè)備等；電法類設(shè)備包括:直流電法儀、高密度交流電法儀、隧道超前探測(cè)電法儀等各種應(yīng)用電法原理制作出的儀器；磁法類設(shè)備包括:本安型瞬變電磁儀、地面大功率瞬變電磁儀、發(fā)射接收線圈便攜式瞬變電磁儀等各種應(yīng)用地質(zhì)體二次場(chǎng)實(shí)現(xiàn)地球物理探測(cè)的儀器；震法類設(shè)備:單通道地震儀、多通道地震儀、三維地震儀、槽波地震儀、MSP (礦井地震儀)、微震監(jiān)測(cè)儀、瑞利波勘探儀、多分量地震探測(cè)儀、TSP (隧道超前探測(cè)儀)等應(yīng)用地震原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的設(shè)備；無(wú)線電波透視類設(shè)備包括:地質(zhì)雷達(dá)、無(wú)線電波透視儀等應(yīng)用無(wú)線電波透視原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的儀器；化探設(shè)備包括礦井水離子含量分析類儀器、礦井水中同位素分析類儀器、光譜分析類儀器和水源快速識(shí)別類儀器等。下面對(duì)各子系統(tǒng)分別進(jìn)行介紹:
1、子系統(tǒng)層包括:物探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、化探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、水害防治監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)、礦井水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、底板水害監(jiān)控系統(tǒng)、頂板水害監(jiān)控系統(tǒng)、超前探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)；各子系統(tǒng)通過(guò)Wif1、Zigbee,3G等無(wú)線方式或者以太網(wǎng)、RS485、CAN、電話線等有線方式采集所屬設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并把采集的數(shù)據(jù)通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備傳送到井上設(shè)置的礦用數(shù)據(jù)通信接口，通過(guò)礦用數(shù)據(jù)通信接口至礦井設(shè)置的裝有監(jiān)測(cè)分析軟件的監(jiān)測(cè)服務(wù)器；礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)把數(shù)據(jù)發(fā)送給集團(tuán)公司設(shè)置的監(jiān)測(cè)服務(wù)器和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并通過(guò)GPRS收發(fā)器至GPRS公共數(shù)據(jù)網(wǎng)。
[0016]、物探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以由多個(gè)多功能數(shù)據(jù)采集分站及智能物探設(shè)備組成。多功能數(shù)據(jù)采集分站具備Wif1、Zigbee,3G等無(wú)線方式和以太網(wǎng)、RS485、CAN、電話線等多種數(shù)據(jù)接口，通過(guò)數(shù)據(jù)接口與電法類設(shè)備(包括:直流電法儀、高密度交流電法儀、隧道超前探測(cè)電法儀等各種應(yīng)用電法原理制作出的儀器)、磁法類設(shè)備(包括:本安型瞬變電磁儀、地面大功率瞬變電磁儀、發(fā)射接收線圈便攜式瞬變電磁儀等各種應(yīng)用地質(zhì)體二次場(chǎng)實(shí)現(xiàn)地球物理探測(cè)的儀器)、震法類設(shè)備(包括:單通道地震儀、多通道地震儀、三維地震儀、槽波地震儀、MSP (礦井地震儀)、微震監(jiān)測(cè)儀、瑞利波勘探儀、多分量地震探測(cè)儀、TSP (隧道超前探測(cè)儀)等應(yīng)用地震原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的設(shè)備)、無(wú)線電波透視類設(shè)備(包括:地質(zhì)雷達(dá)、無(wú)線電波透視儀等應(yīng)用無(wú)線電波透視原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的儀器)相連。數(shù)據(jù)采集分站將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備與上位的礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
3、化探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以由多個(gè)多功能數(shù)據(jù)采集分站及智能物探設(shè)備組成。多功能數(shù)據(jù)采集分站具備Wif1、Zigbee,3G等無(wú)線方式和以太網(wǎng)、RS485、CAN、電話線等多種數(shù)據(jù)接口，通過(guò)數(shù)據(jù)接口與礦井水離子含量分析類儀器、礦井水中同位素分析類儀器、光譜分析類儀器和水源快速識(shí)別類儀器相連。數(shù)據(jù)采集分站將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備與上位的礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
4、水害防治監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)交換機(jī)將礦井水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、底板水害監(jiān)控系統(tǒng)、頂板水害監(jiān)控系統(tǒng)、超前探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備與上位的礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
5、礦井水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以由多個(gè)多功能數(shù)據(jù)采集分站及水位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、水質(zhì)傳感器、管道流量傳感器、明渠流量傳感器及其供電系統(tǒng)組成。傳感器通過(guò)鉆孔、水倉(cāng)、排水管或者明渠測(cè)量礦井水的水位、水壓、水溫、水質(zhì)、流量等信息，并通過(guò)RS485接口、CAN通信接口與多功能數(shù)據(jù)采集分站相連，數(shù)據(jù)采集分站通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備與上位的礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
6、底板水害監(jiān)控系統(tǒng)可以由多個(gè)電法數(shù)據(jù)采集分站、電極控制器及其連接線組成。每臺(tái)電法數(shù)據(jù)采集分站連接若干個(gè)電極控制器，按照高密度電法原理布置電極控制器，通過(guò)多芯電纜傳送指令來(lái)控制電極的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集。地面控制中心計(jì)算機(jī)放置在地面上，由用戶設(shè)置報(bào)警條件；用戶通過(guò)地面控制中心控制數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)完成電極的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集完畢后，由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)將采集數(shù)據(jù)發(fā)送至地面控制中心計(jì)算機(jī)，由地面控制中心計(jì)算機(jī)處理、分析數(shù)據(jù)，并通過(guò)繪圖軟件繪制視電阻率圖像，并當(dāng)場(chǎng)顯示，便于用戶查看、分析煤礦巷道底板監(jiān)測(cè)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造狀況；數(shù)據(jù)處理完畢后，地面控制中心計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器，由數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行保存，若所測(cè)區(qū)域的狀況達(dá)到了預(yù)先設(shè)置的報(bào)警條件，地面控制中心計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警信息，向預(yù)先指定的客戶端報(bào)警接收裝置發(fā)送報(bào)警信息。遠(yuǎn)程用戶可通過(guò)遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)、隨地查看地面控制中心計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)和視電阻率圖像，也可對(duì)地面控制中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)置或更改預(yù)先設(shè)置的報(bào)警條件、報(bào)警方式以及指定接收?qǐng)?bào)警信息的客戶端報(bào)警接收裝置；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可查看數(shù)據(jù)服務(wù)器中儲(chǔ)存的歷史采集數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析、判斷煤礦巷道的底板是否存在危險(xiǎn)地質(zhì)情況。
[0017]、頂板水害監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)在相鄰巷道頂板布置多個(gè)電法數(shù)據(jù)采集分站、電極控制器及其連接線實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)原理、數(shù)據(jù)傳輸方式及數(shù)據(jù)處理方式與底板水害預(yù)警系統(tǒng)類似。
[0018]、超前探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)在掘進(jìn)巷道設(shè)置多個(gè)電法數(shù)據(jù)采集分站、電極控制器及其連接線實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^(guò)三極超前勘探原理實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)巷道前方富水性的超前探測(cè)，數(shù)據(jù)傳輸方式與底板水害監(jiān)控系統(tǒng)類似。
[0019]、監(jiān)測(cè)分析軟件的處理步驟是:
第一步:先根據(jù)礦井情況設(shè)置各子系統(tǒng)參數(shù)及報(bào)警閾值；
第二步:監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與報(bào)警閾值進(jìn)行比較，比較結(jié)果超出閾值范圍，軟件發(fā)出事件報(bào)警信息；
第三步:同時(shí)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)定時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)；
第四步:對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)趨勢(shì)分析、多參數(shù)關(guān)聯(lián)分析和智能判別分析；第五步:將以上分析情況再根據(jù)各系統(tǒng)輸入的參數(shù)作以下處理，一是生成綜合報(bào)表，二是輸出礦井各子系統(tǒng)的危險(xiǎn)性綜合預(yù)測(cè)情況，三是輸出到GPRS收發(fā)器，對(duì)授權(quán)用戶進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)輸出；
第六步:當(dāng)?shù)V井或者集團(tuán)公司發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把異常信息發(fā)送給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心有強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)會(huì)對(duì)接收到的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和判斷，并把判斷結(jié)果即時(shí)反饋給礦井和集團(tuán)公司用戶。
[0020]礦井端軟件功能是:
(I)水害相關(guān)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳同步，將每次設(shè)備測(cè)量的數(shù)據(jù)同步到礦井處的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0021](2)新數(shù)據(jù)同步到礦井端的數(shù)據(jù)庫(kù)后，再由礦井端軟件將數(shù)據(jù)同步到集團(tuán)公司數(shù)據(jù)庫(kù)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0022](3)聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)分析，礦井端軟件可向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心提交監(jiān)測(cè)和采集數(shù)據(jù)驗(yàn)證和判別請(qǐng)求，來(lái)獲取更準(zhǔn)確詳細(xì)的判斷成果和結(jié)論。
[0023](4)可以發(fā)送消息到集團(tuán)公司，對(duì)集團(tuán)公司命令的回復(fù)和礦井水害狀況的上報(bào)。
[0024](5)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出?？蓪?duì)查詢匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行WORD電子文檔、EXCEL電子表格、圖紙、技術(shù)文檔、圖片格式的導(dǎo)出和打印。
[0025]集團(tuán)公司(礦井上級(jí)管理部門(mén))軟件功能是:
(I)接受所有礦井端設(shè)備測(cè)量的全部數(shù)據(jù)，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。
[0026](2)聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)分析，集團(tuán)(礦井上級(jí)管理部門(mén))軟件也可向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心提交監(jiān)測(cè)和采集數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和判別請(qǐng)求，來(lái)獲取更準(zhǔn)確詳細(xì)的判斷成果和結(jié)論。
[0027](3)可向礦井端進(jìn)行消息命令的下發(fā)。
[0028](4)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出?？蓪?duì)查詢匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行WORD電子文檔、EXCEL電子表格、工程圖紙、技術(shù)文檔、圖片格式的導(dǎo)出和打印
12、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心軟件功能是:
(I)對(duì)所有水害防治設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析和判斷。
[0029](2)對(duì)礦井和集團(tuán)公司(礦井上級(jí)管理部門(mén))提出的請(qǐng)求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和判斷成果和結(jié)論的發(fā)送。
[0030]應(yīng)當(dāng)指出的是，以上所揭露的僅為本發(fā)明的一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.礦井水害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與控制一體化綜合信息系統(tǒng)，分為五層:第一層為設(shè)備層，第二層為子系統(tǒng)層，第三層為礦井層，第四層為集團(tuán)公司層，第五層為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心層，各層之間通過(guò)通信 網(wǎng)絡(luò)連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備層包括物探設(shè)備、化探設(shè)備、系統(tǒng)設(shè)備等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物探設(shè)備包括電法類設(shè)備、磁法類設(shè)備、震法類設(shè)備、無(wú)線電波透視類設(shè)備等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電法類設(shè)備包括:直流電法儀、高密度交流電法儀、隧道超前探測(cè)電法儀等各種應(yīng)用電法原理制作出的儀器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁法類設(shè)備包括:本安型瞬變電磁儀、地面大功率瞬變電磁儀、發(fā)射接收線圈一體化便攜式瞬變電磁儀等各種應(yīng)用地質(zhì)體二次場(chǎng)實(shí)現(xiàn)地球物理探測(cè)的儀器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的震法類設(shè)備:單通道地震儀、多通道地震儀、三維地震儀、槽波地震儀、MSP (礦井地震儀)、微震監(jiān)測(cè)儀、瑞利波勘探儀、多分量地震探測(cè)儀、TSP (隧道超前探測(cè)儀)等應(yīng)用地震原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線電波透視類設(shè)備包括:地質(zhì)雷達(dá)、無(wú)線電波透視儀等應(yīng)用無(wú)線電波透視原理進(jìn)行地球物理探測(cè)的儀器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化探設(shè)備包括礦井水離子含量分析類儀器、礦井水中同位素分析類儀器、光譜分析類儀器和水源快速識(shí)別類儀器等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子系統(tǒng)層包括:物探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、化探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、水害防治監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)、礦井水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、底板水害監(jiān)控系統(tǒng)、頂板水害監(jiān)控系統(tǒng)、超前探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各層之間的網(wǎng)絡(luò)連接包括:各子系統(tǒng)通過(guò)Wif1、Zigbee、3G等無(wú)線方式或者以太網(wǎng)、RS485、CAN、電話線等有線方式采集所屬設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并把采集的數(shù)據(jù)通過(guò)電話線、以太網(wǎng)交換機(jī)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備傳送到井上設(shè)置的礦用數(shù)據(jù)通信接口，通過(guò)礦用數(shù)據(jù)通信接口至礦井設(shè)置的裝有監(jiān)測(cè)分析軟件的監(jiān)測(cè)服務(wù)器；礦井監(jiān)測(cè)服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)把數(shù)據(jù)發(fā)送給集團(tuán)公司設(shè)置的監(jiān)測(cè)服務(wù)器和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并通過(guò)GPRS收發(fā)器至GPRS公共數(shù)據(jù)網(wǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的監(jiān)測(cè)分析軟件的處理步驟是: 第一步:先根據(jù)礦井情況設(shè)置各子系統(tǒng)參數(shù)及報(bào)警閾值； 第二步:監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與報(bào)警閾值進(jìn)行比較，比較結(jié)果超出閾值范圍，軟件發(fā)出事件報(bào)警信息； 第三步:同時(shí)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)定時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)； 第四步:對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)趨勢(shì)分析、多參數(shù)關(guān)聯(lián)分析和智能判別分析； 第五步:將以上分析情況再根據(jù)各系統(tǒng)輸入的參數(shù)作以下處理，一是生成綜合報(bào)表，二是輸出礦井各子系統(tǒng)的危險(xiǎn)性綜合預(yù)測(cè)情況，三是輸出到GPRS收發(fā)器，對(duì)授權(quán)用戶進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)輸出； 第六步:當(dāng)?shù)V井或者集團(tuán)公司發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把異常信息發(fā)送給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心有強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)會(huì)對(duì)接收到的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和判斷，并把判斷結(jié)果即時(shí)反饋給礦井和集團(tuán)公司。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK103899356SQ201310641326
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】劉志高, 悅紅軍, 王佳偉, 翟長(zhǎng)偉 申請(qǐng)人:北京華安奧特科技有限公司