本發(fā)明屬于煤礦安全技術領域，涉及一種煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警系統(tǒng)及預警方法。

背景技術：

我國資源賦存上“富煤、貧油、少氣”，煤炭作為我國主要能源的地位在未來很長一段時間內(nèi)很難改變，仍將在我國一次能源結(jié)構中占50％以上，而且國家《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2004-2020年)》中已經(jīng)確定，中國將“堅持以煤炭為主體、電力為中心、油氣和新能源全面發(fā)展的能源戰(zhàn)略”，但是我國煤層生成及賦存環(huán)境的復雜性決定了煤礦災害客觀上就極為嚴重，其中瓦斯災害尤為突出，是我國礦井安全生產(chǎn)的主要威脅。我國經(jīng)過幾十年的研究和實踐，在煤礦瓦斯災害防治技術及裝備方面得到了長足的發(fā)展，形成了瓦斯治理“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”的十二字方針和“通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”的十六字工作體系，尤其是在防治煤與瓦斯突出方面形成了一套以“區(qū)域‘四位一體’為主、局部‘四位一體’為輔”的“兩個四位一體”綜合防治體系，同時研發(fā)并推廣應用了瓦斯抽采監(jiān)測、瓦斯監(jiān)控、鉆孔施工監(jiān)測、礦壓監(jiān)測、人員定位系統(tǒng)、突出參數(shù)預測儀、通風參數(shù)綜合測定儀等一系列監(jiān)測、檢測系統(tǒng)和裝備，為瓦斯災害防治起到巨大作用。但是，由于瓦斯災害影響因素眾多，發(fā)生機制復雜，且由于采深的逐漸增加和開采強度的不斷加大，瓦斯災害愈加難以治理，安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻。

預測預警是瓦斯災害防治的首要環(huán)節(jié)，目前大多礦井采取少數(shù)靜態(tài)指標(例如突出預測主要采用構造、瓦斯、軟分層、K₁、q、鉆屑量等)進行危險性預測，存在這指標單一、時間上非動態(tài)、空間上不連續(xù)等不足、隱患信息的分析不深入也不夠及時等問題，導致預測準確性不高；同時原有的煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)雖然在一定程度上起到了減少瓦斯事故發(fā)生的效果，但總的來說還存在很多不成熟、不完善的地方，監(jiān)控系統(tǒng)只能對原始數(shù)據(jù)進行簡單的轉(zhuǎn)換、存儲、顯示和打印，數(shù)據(jù)資源挖掘、分析深度不夠，不能及時發(fā)現(xiàn)重大災害隱患，整個系統(tǒng)的預警功能不強，基本上停留在報警而不是在預警這樣的一個水平上；再者，管理不到位是瓦斯事故多發(fā)的重要因素，而目前主要依靠人工監(jiān)管檢查粗放式的管理，不能滿足管理到位的要求，與精細化、過程化的先進管理理念還有一定差距。因此綜合考慮瓦斯災害眾多影響因素，對安全隱患進行全方位實時分析與預警是煤礦瓦斯災害防治的發(fā)展趨勢，基于此部分礦井建立了單因素預警系統(tǒng)和綜合預警系統(tǒng)，為礦井瓦斯防治提供了重要支撐，但仍然存在瓦斯安全信息監(jiān)測采集自動化水平不高、預警指標與模型不完善，無法進行聯(lián)動控制等問題。因此急需一種更加先進的集瓦斯災害相關安全信息全方位自動采集、智能分析與預警、聯(lián)動控制于一體的監(jiān)控預警方法和系統(tǒng)，以實現(xiàn)煤礦瓦斯災害在線監(jiān)測、實時分析、智能預警與聯(lián)動控制，為瓦斯災害防治提供信息化、自動化和智能化手段。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警系統(tǒng)及預警方法，該系統(tǒng)和方法首先借助煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下防爆計算機、井下防爆手機和地面辦公局域網(wǎng)等手段，并通過開發(fā)的瓦斯災害安全信息采集平臺，實現(xiàn)煤礦瓦斯災害相關安全信息的自動監(jiān)測與傳輸及實時采集、存儲和動態(tài)共享；然后根據(jù)從客觀危險性、預防措施缺陷、管理措施缺陷、災變控制四方面建立的瓦斯災害監(jiān)控預警指標和規(guī)則，并利用開發(fā)的瓦斯災害監(jiān)控預警平臺對相關安全信息進行深入挖掘和分析，自動判定瓦斯災害危險等級和范圍，并以聲、光、短信、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等形式發(fā)布不同等級的預警結(jié)果；最后根據(jù)發(fā)布的預警結(jié)果，并利用開發(fā)的預警聯(lián)動控制軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、井下廣播系統(tǒng)、通風在線監(jiān)測系統(tǒng)等煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的應急聯(lián)動控制，最終達到煤礦瓦斯災害在線監(jiān)測、實時分析、智能預警與聯(lián)動控制的目的。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安全信息采集平臺、監(jiān)控預警分析與管理平臺、預警聯(lián)動控制平臺、監(jiān)控預警服務器、監(jiān)控預警客戶端；

所述安全信息采集平臺，包括安全信息采集接口程序、安全信息數(shù)據(jù)庫、安全信息管理系統(tǒng)，用于瓦斯災害相關安全信息的動態(tài)采集、存儲、實時查詢和透明共享；

所述監(jiān)控預警分析與管理平臺，包括監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)，其中監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)又包括監(jiān)控預警指標及規(guī)則管理子系統(tǒng)、客觀危險性分析子系統(tǒng)、預防措施缺陷分析子系統(tǒng)、管理缺陷分析子系統(tǒng)、災變分析子系統(tǒng)、預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)，監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫用于存儲瓦斯災害監(jiān)控預警指標、規(guī)則、預警結(jié)果，監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)用于瓦斯災害相關安全信息的分析預警和結(jié)果發(fā)布；

所述預警聯(lián)動控制平臺，用于根據(jù)發(fā)布的預警結(jié)果向煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、井下廣播系統(tǒng)、通風在線監(jiān)測系統(tǒng)等煤礦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令；

所述監(jiān)控預警服務器，用于存儲安全信息數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控預警指標及規(guī)則，并用于運行安全信息采集接口程序、監(jiān)控預警指標及規(guī)則管理子系統(tǒng)、客觀危險性分析子系統(tǒng)、預防措施缺陷分析子系統(tǒng)、管理缺陷分析子系統(tǒng)、災變分析子系統(tǒng)及預警聯(lián)動控制平臺；

所述監(jiān)控預警客戶端，用于運行安全信息管理系統(tǒng)、預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)。

進一步，所述安全信息采集平臺所采集的瓦斯災害相關安全信息包括：瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ⑼咚购啃畔?、瓦斯壓力信息、瓦斯涌出量信息、煤樣基本參?shù)信息、瓦斯抽采信息、防突預測信息、聲發(fā)射信息、礦壓監(jiān)測信息、應力監(jiān)測信息、煤體強度信息、煤巖溫度信息、鉆孔軌跡信息、人員定位信息、安檢信息、機電設備狀態(tài)信息、采掘進度信息、通風監(jiān)測信息、地質(zhì)構造信息、煤層賦存信息及采掘部署信息。

進一步，所述監(jiān)控預警分析與管理系統(tǒng)包括：

監(jiān)控預警指標及規(guī)則管理子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)控預警指標及規(guī)則；

客觀危險性分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的客觀危險性數(shù)據(jù)，并用于對瓦斯災害相關客觀危險性因素進行分析；

預防措施缺陷分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的預防措施數(shù)據(jù)，并用于分析預防措施缺陷；

管理缺陷分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的瓦斯管理隱患數(shù)據(jù)，并用于對管理缺陷進行分析；

災變分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的災變數(shù)據(jù)，并用于分析災變發(fā)生的時間、地點及其影響范圍；

預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)，用于發(fā)布監(jiān)控預警結(jié)果，并用于對歷史預警結(jié)果、預警依據(jù)進行查詢和管理。

進一步，所述的監(jiān)控預警指標包括：客觀危險性指標、預防措施缺陷指標、管理缺陷指標和災變控制指標，客觀危險性指標包括地質(zhì)因素、采掘因素、瓦斯因素和煤體強度因素，預防措施缺陷指標包括控制范圍、控制時間和控制效果，管理缺陷指標包括設備狀態(tài)、制度狀態(tài)和人的行為狀態(tài)，災變控制指標包括災變狀態(tài)、災變影響范圍和災變應對措施。

進一步，客觀危險性分析子系統(tǒng)包括：

瓦斯地質(zhì)分析模塊，用于從區(qū)域角度對礦井瓦斯賦存異常、地質(zhì)構造異常進行分析；

瓦斯抽采分析模塊，用于從區(qū)域角度對瓦斯抽采規(guī)律、瓦斯抽采達標情況進行分析；

采掘影響分析模塊，用于從區(qū)域角度對采掘影響異常情況進行分析；

瓦斯涌出特征分析模塊，用于從局部角度對瓦斯涌出異常情況進行實時分析；

礦壓監(jiān)測特征分析模塊，用于從局部角度對采煤工作面礦壓監(jiān)測特征進行實時分析；

聲發(fā)射分析模塊，用于從局部角度對工作面聲發(fā)射監(jiān)測特征進行實時分析；

應力監(jiān)測分析模塊，用于從局部角度對應力監(jiān)測特征進行實時分析；

防突動態(tài)管理與分析模塊，用于從局部角度對防突預測日常指標進行分析；

通風監(jiān)測分析模塊，用于從礦井全局角度對通風狀況進行實時分析。

本發(fā)明還提供了一種煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警方法，該方法包括以下步驟：

1)借助煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下防爆計算機、井下防爆手機和地面辦公局域網(wǎng)，并通過安全信息采集平臺的安全信息采集接口程序動態(tài)采集瓦斯災害相關安全信息，然后存儲至安全信息數(shù)據(jù)庫，同時通過安全信息管理系統(tǒng)對這些信息進行查詢、管理和維護；

2)利用監(jiān)控預警分析與管理平臺從安全信息數(shù)據(jù)庫調(diào)用瓦斯災害相關安全信息，并應用監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)，同時根據(jù)監(jiān)控預警指標和規(guī)則，對安全信息進行挖掘，分析瓦斯災害危險性并評判危險等級，然后以聲、光、短信、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等方式發(fā)布預警結(jié)果，并將預警結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

3)利用預警聯(lián)動控制平臺實時從監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中讀取預警結(jié)果，然后根據(jù)發(fā)布的預警結(jié)果向煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、井下廣播系統(tǒng)、通風在線監(jiān)測系統(tǒng)等煤礦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出斷電、廣播、撤人、調(diào)風等控制指令。

進一步，所述步驟2)具體包括如下步驟：

21)利用客觀危險性分析子系統(tǒng)并根據(jù)客觀危險性預警指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯含量信息、瓦斯壓力信息、瓦斯涌出量信息、地質(zhì)構造信息、煤層賦存信息、煤樣基本參數(shù)信息、瓦斯抽采信息、采掘部署信息、瓦斯?jié)舛刃畔?、礦壓監(jiān)測信息、聲發(fā)射信息、應力監(jiān)測信息、防突預測信息、煤體強度信息、煤巖溫度信息、通風監(jiān)測信息進行瓦斯地質(zhì)分析、瓦斯抽采分析、采掘影響分析、瓦斯涌出分析、礦壓監(jiān)測特征分析、聲發(fā)射分析、應力監(jiān)測特征分析、防突動態(tài)分析、通風監(jiān)測分析，得出不同等級客觀危險性預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

22)利用預防措施缺陷分析子系統(tǒng)并根據(jù)預防措施缺陷預警指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的鉆孔軌跡信息進行分析，計算出預防措施控制范圍，并根據(jù)控制時間和效果判識預防措施有效性，然后發(fā)出不同等級措施缺陷預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

23)利用管理缺陷分析子系統(tǒng)并根據(jù)管理缺陷預警指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的安檢信息、人員定位信息、機電設備狀態(tài)信息進行分析，得出管理上的缺陷并發(fā)出不同等級管理缺陷預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

24)利用災變分析子系統(tǒng)并根據(jù)災變控制指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯?jié)舛刃畔?、通風參數(shù)信息進行關聯(lián)分析，得出礦井災變狀態(tài)，并給出災情發(fā)生的時間、地點及其影響范圍，并將災變結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

25)利用預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)從監(jiān)控預警數(shù)據(jù)庫中讀取客觀危險性預警結(jié)果、措施缺陷預警結(jié)果、管理缺陷預警結(jié)果、災變結(jié)果，并對其進行綜合分析，給出工作面最終預警結(jié)果并存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫，同時以聲、光、短信、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等方式發(fā)布最終預警結(jié)果。

進一步，所述步驟21)具體包括如下步驟：

211)利用瓦斯地質(zhì)分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯含量信息、瓦斯壓力信息、瓦斯涌出量信息、地質(zhì)構造信息、煤層賦存信息、煤樣基本參數(shù)信息進行分析，得出礦井煤與瓦斯突出危險區(qū)、高瓦斯區(qū)、煤層賦存異常區(qū)、軟分層分布異常區(qū)、地質(zhì)構造異常區(qū)，然后再根據(jù)采掘進度信息計算采掘工作面當前位置與上述區(qū)域的空間距離，根據(jù)距離不同發(fā)出不同等級瓦斯地質(zhì)預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

212)利用瓦斯抽采分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯抽采信息井下分析，得出抽采區(qū)域內(nèi)瓦斯抽采規(guī)律，并根據(jù)抽采鉆孔布置情況、瓦斯抽采量和抽采時間計算出殘余瓦斯含量，然后根據(jù)殘余瓦斯含量的大小發(fā)出不同等級瓦斯抽采預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

213)利用采掘影響分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的采掘部署信息井下分析，得出采掘工作面周圍應力集中區(qū)，然后再根據(jù)采掘進度信息計算采掘工作面當前位置與應力集中區(qū)的空間距離，依據(jù)距離不同發(fā)出不同等級采掘影響預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

214)利用瓦斯涌出特征分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯?jié)舛刃畔⑦M行分析，自動計算出瓦斯涌出特征指標，并根據(jù)瓦斯涌出特征指標發(fā)出不同等級瓦斯涌出預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

215)利用礦壓監(jiān)測特征分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的礦壓監(jiān)測信息進行分析，自動計算出礦壓監(jiān)測特征指標，并根據(jù)礦壓監(jiān)測特征指標發(fā)出不同等級礦壓監(jiān)測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

216)利用礦聲發(fā)射分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的聲發(fā)射信息進行分析，自動計算出聲發(fā)射特征指標，并根據(jù)指標大小發(fā)出不同等級聲發(fā)射預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

217)利用應力監(jiān)測分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的應力監(jiān)測信息進行分析，自動計算出應力指標，并根據(jù)指標大小發(fā)出不同等級應力監(jiān)測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

218)利用防突動態(tài)管理與分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的防突預測信息、煤體強度信息、煤巖溫度信息進行分析，得出預測指標、煤體強度指標及煤巖溫度變化規(guī)律及指標值，然后發(fā)出不同等級防突預測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

219)利用通風監(jiān)測分析對安全信息數(shù)據(jù)庫中的通風監(jiān)測信息進行分析，計算出風量、風壓、風阻指標，然后根據(jù)指標值的大小判識通風異常狀況，并發(fā)出不同等級通風監(jiān)測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

2110)利用預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)從監(jiān)控預警數(shù)據(jù)庫中讀取瓦斯地質(zhì)預警結(jié)果、瓦斯預警結(jié)果、采掘影響預警結(jié)果、瓦斯涌出預警結(jié)果、礦壓監(jiān)測預警結(jié)果、聲發(fā)射預警結(jié)果、應力監(jiān)測預警結(jié)果、防突預測預警結(jié)果、通風監(jiān)測預警結(jié)果，并對其進行綜合分析，給出客觀危險性預警結(jié)果并存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明針對瓦斯災害致因復雜，預測預警自動化水平不高、信息分析不全面、預警準確率不高等問題，充分借助煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下防爆計算機、井下防爆手機和地面辦公局域網(wǎng)等手段，利用開發(fā)的瓦斯災害安全信息采集平臺、監(jiān)控預警分析與管理平臺、預警聯(lián)動控制平臺，實現(xiàn)了瓦斯災害相關安全信息的自動采集，以及實現(xiàn)了從客觀危險性、預防措施缺陷、管理措施缺陷、災變控制四方面對瓦斯隱患的全面、深入挖掘分析、預警與聯(lián)動控制，為煤礦瓦斯災害防治提供了重要的手段。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發(fā)明提供的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警系統(tǒng)構成圖；

圖2為本發(fā)明提供的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警指標體系；

圖3為本發(fā)明提供的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警方法流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

圖1為本發(fā)明提供的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警系統(tǒng)構成圖，如圖所示，本實施例的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警系統(tǒng)包括：

安全信息采集平臺，包括安全信息采集接口程序、安全信息數(shù)據(jù)庫、安全信息管理系統(tǒng)，用于瓦斯災害相關安全信息的動態(tài)采集、存儲、實時查詢和透明共享；

監(jiān)控預警分析與管理平臺，包括監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)，其中監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)又包括監(jiān)控預警指標及規(guī)則管理子系統(tǒng)、客觀危險性分析子系統(tǒng)、預防措施缺陷分析子系統(tǒng)、管理缺陷分析子系統(tǒng)、災變分析子系統(tǒng)、預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)，監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫用于存儲瓦斯災害監(jiān)控預警指標、規(guī)則、預警結(jié)果，監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)用于瓦斯災害相關安全信息的分析預警和結(jié)果發(fā)布；

預警聯(lián)動控制平臺，用于根據(jù)發(fā)布的預警結(jié)果向煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、井下廣播系統(tǒng)、通風在線監(jiān)測系統(tǒng)等煤礦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令；

監(jiān)控預警服務器，用于存儲安全信息數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控預警指標及規(guī)則，并用于運行安全信息采集接口程序、監(jiān)控預警指標及規(guī)則管理子系統(tǒng)、客觀危險性分析子系統(tǒng)、預防措施缺陷分析子系統(tǒng)、管理缺陷分析子系統(tǒng)、災變分析子系統(tǒng)及預警聯(lián)動控制平臺。

監(jiān)控預警客戶端，用于運行安全信息管理系統(tǒng)、預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)。

所述監(jiān)控預警分析與管理系統(tǒng)包括：

監(jiān)控預警指標及規(guī)則管理子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)控預警指標及規(guī)則；

客觀危險性分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的客觀危險性數(shù)據(jù)，并用于對瓦斯災害相關客觀危險性因素進行分析；

預防措施缺陷分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的預防措施數(shù)據(jù)，并用于分析預防措施缺陷；

管理缺陷分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的瓦斯管理隱患數(shù)據(jù)，并用于對管理缺陷進行分析；

災變分析子系統(tǒng)，用于維護監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中的災變數(shù)據(jù)，并用于分析災變發(fā)生的時間、地點及其影響范圍；

預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)，用于發(fā)布監(jiān)控預警結(jié)果，并用于對歷史預警結(jié)果、預警依據(jù)進行查詢和管理。

所述客觀危險性分析子系統(tǒng)包括：

瓦斯地質(zhì)分析模塊，用于從區(qū)域角度對礦井瓦斯賦存異常、地質(zhì)構造異常進行分析；

瓦斯抽采分析模塊，用于從區(qū)域角度對瓦斯抽采規(guī)律、瓦斯抽采達標情況進行分析；

采掘影響分析模塊，用于從區(qū)域角度對采掘影響異常情況進行分析；

瓦斯涌出特征分析模塊，用于從局部角度對瓦斯涌出異常情況進行實時分析；

礦壓監(jiān)測特征分析模塊，用于從局部角度對采煤工作面礦壓監(jiān)測特征進行實時分析；

聲發(fā)射分析模塊，用于從局部角度對工作面聲發(fā)射監(jiān)測特征進行實時分析；

應力監(jiān)測分析模塊，用于從局部角度對應力監(jiān)測特征進行實時分析；

防突動態(tài)管理與分析模塊，用于從局部角度對防突預測日常指標進行分析；

通風監(jiān)測分析模塊，用于從礦井全局角度對通風狀況進行實時分析。

圖2為本發(fā)明提供的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警指標體系，如圖所示，所述監(jiān)控預警指標包括：客觀危險性指標、預防措施缺陷指標、管理缺陷指標和災變控制指標，客觀危險性指標包括地質(zhì)因素、采掘因素、瓦斯因素和煤體強度因素，預防措施缺陷指標包括控制范圍、控制時間和控制效果，管理缺陷指標包括設備狀態(tài)、制度狀態(tài)和人的行為狀態(tài)，災變控制指標包括災變狀態(tài)、災變影響范圍和災變應對措施。

圖3為本發(fā)明提供的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警方法流程圖，本實施例的煤礦瓦斯災害監(jiān)控預警方法具體包括以下步驟：

1)借助煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下防爆計算機、井下防爆手機和地面辦公局域網(wǎng)，并通過安全信息采集平臺的安全信息采集接口程序動態(tài)采集瓦斯災害相關安全信息，然后存儲至安全信息數(shù)據(jù)庫，同時通過安全信息管理系統(tǒng)對這些信息以圖表、曲線等形式進行查詢、管理和維護；

所述瓦斯災害相關安全信息包括：瓦斯?jié)舛刃畔ⅰ⑼咚购啃畔?、瓦斯壓力信息、瓦斯涌出量信息、煤樣基本參?shù)信息、瓦斯抽采信息、防突預測信息、聲發(fā)射信息、礦壓監(jiān)測信息、應力監(jiān)測信息、煤體強度信息、煤巖溫度信息、鉆孔軌跡信息、人員定位信息、安檢信息、機電設備狀態(tài)信息、采掘進度信息、通風監(jiān)測信息、地質(zhì)構造信息、煤層賦存信息、采掘部署信息；

2)利用監(jiān)控預警分析與管理平臺從安全信息數(shù)據(jù)庫調(diào)用瓦斯災害相關安全信息，并應用監(jiān)控預警分析及管理系統(tǒng)，同時根據(jù)監(jiān)控預警指標和規(guī)則，對安全信息進行挖掘，分析瓦斯災害危險性并評判危險等級，然后以聲、光、短信、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等方式發(fā)布預警結(jié)果，并將預警結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

3)利用預警聯(lián)動控制平臺實時從監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫中讀取預警結(jié)果，然后根據(jù)發(fā)布的預警結(jié)果向煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出斷電指令，向井下人員定位系統(tǒng)發(fā)出撤人、向井下廣播系統(tǒng)廣播指令、向通風在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出調(diào)風指令。

所述步驟2)具體包括：

21)利用客觀危險性分析子系統(tǒng)并根據(jù)客觀危險性預警指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯含量信息、瓦斯壓力信息、瓦斯涌出量信息、地質(zhì)構造信息、煤層賦存信息、煤樣基本參數(shù)信息、瓦斯抽采信息、采掘部署信息、瓦斯?jié)舛刃畔?、礦壓監(jiān)測信息、聲發(fā)射信息、應力監(jiān)測信息、防突預測信息、煤體強度信息、煤巖溫度信息、通風監(jiān)測信息進行瓦斯地質(zhì)分析、瓦斯抽采分析、采掘影響分析、瓦斯涌出分析、礦壓監(jiān)測特征分析、聲發(fā)射分析、應力監(jiān)測特征分析、防突動態(tài)分析、通風監(jiān)測分析，得出不同等級客觀危險性預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

22)利用預防措施缺陷分析子系統(tǒng)并根據(jù)預防措施缺陷預警指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的鉆孔軌跡信息進行分析，計算出預防措施控制范圍，并根據(jù)控制時間和效果判識預防措施有效性，然后發(fā)出不同等級措施缺陷預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當預防措施控制范圍＞設計措施控制范圍，發(fā)出紅色措施缺陷預警結(jié)果；控制時間＞設計控制時間，發(fā)出紅色措施缺陷預警結(jié)果；空白帶≥15％，發(fā)出紅色預警結(jié)果，15％＞空白帶≥5％，發(fā)出橙色措施缺陷預警結(jié)果。

23)利用管理缺陷分析子系統(tǒng)并根據(jù)管理缺陷預警指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的安檢信息、人員定位信息、機電設備狀態(tài)信息進行分析，得出管理上的缺陷并發(fā)出不同等級管理缺陷預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說當設備的防爆、計量、必備功能和安裝位置以及正常運行參數(shù)與法定要求和設計要求不一致時，發(fā)出管理缺陷紅色預警結(jié)果；當人員的執(zhí)業(yè)資格證、決策程序、決策條件和作業(yè)條件與法定及企業(yè)規(guī)定的要求不一致時，發(fā)出管理缺陷紅色預警結(jié)果。

24)利用災變分析子系統(tǒng)并根據(jù)災變控制指標和規(guī)則，對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯?jié)舛刃畔?、通風參數(shù)信息進行關聯(lián)分析，得出礦井災變狀態(tài)，并給出災情發(fā)生的時間、地點及其影響范圍，并將災變結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫。

具體來說當工作面關聯(lián)的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)、風量數(shù)據(jù)、風壓數(shù)據(jù)同時超過設定臨界值時，發(fā)出紅色災變預警結(jié)果，并災情發(fā)生的時間和地點；當某大巷或上山等關鍵位置關聯(lián)的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎?％并持續(xù)5分鐘以上，認為災變波及到該大巷或上山。

25)利用預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)從監(jiān)控預警數(shù)據(jù)庫中讀取客觀危險性預警結(jié)果、措施缺陷預警結(jié)果、管理缺陷預警結(jié)果、災變結(jié)果，并對其進行綜合分析，給出工作面最終預警結(jié)果并儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫，同時以聲、光、短信、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等方式發(fā)布最終預警結(jié)果。

所述步驟21)具體包括如下步驟：

211)利用瓦斯地質(zhì)分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯含量信息、瓦斯壓力信息、瓦斯涌出量信息、地質(zhì)構造信息、煤層賦存信息、煤樣基本參數(shù)信息進行分析，得出礦井煤與瓦斯突出危險區(qū)、高瓦斯區(qū)、煤層賦存異常區(qū)、軟分層分布異常區(qū)、地質(zhì)構造異常區(qū)，然后再根據(jù)采掘進度信息計算采掘工作面當前位置與上述區(qū)域的空間距離，根據(jù)距離不同發(fā)出不同等級瓦斯地質(zhì)預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當工作面與煤與瓦斯突出危險區(qū)、高瓦斯區(qū)、煤層賦存異常區(qū)、軟分層分布異常區(qū)、地質(zhì)構造異常區(qū)的距離≤10m時，發(fā)出紅色瓦斯地質(zhì)預警結(jié)果；當工作面與煤與瓦斯突出危險區(qū)、高瓦斯區(qū)、煤層賦存異常區(qū)、軟分層分布異常區(qū)、地質(zhì)構造異常區(qū)的距離大于10m且小于等于20m時，發(fā)出橙色瓦斯地質(zhì)預警結(jié)果。

212)利用瓦斯抽采分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯抽采信息井下分析，得出抽采區(qū)域內(nèi)瓦斯抽采規(guī)律，并根據(jù)抽采鉆孔布置情況、瓦斯抽采量和抽采時間計算出殘余瓦斯含量，然后根據(jù)殘余瓦斯含量的大小發(fā)出不同等級瓦斯抽采預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當殘余瓦斯含量＞8m³/t時，發(fā)出紅色瓦斯抽采預警結(jié)果；7m³/t≤殘余瓦斯含量≤8m³/t時，發(fā)出橙色瓦斯抽采預警結(jié)果。

213)利用采掘影響分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的采掘部署信息井下分析，得出采掘工作面周圍應力集中區(qū)，然后再根據(jù)采掘進度信息計算采掘工作面當前位置與應力集中區(qū)的空間距離，依據(jù)距離不同發(fā)出不同等級采掘影響預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當工作面與應力集中區(qū)的空間距離≤10m時，發(fā)出紅色采掘影響預警結(jié)果；當10＜工作面與應力集中區(qū)的空間距離≤15m時，發(fā)出橙色采掘影響預警結(jié)果。

214)利用瓦斯涌出特征分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的瓦斯?jié)舛刃畔⑦M行分析，自動計算出瓦斯涌出特征指標，并根據(jù)瓦斯涌出特征指標發(fā)出不同等級瓦斯涌出預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當瓦斯涌出量累積指標A＞8m³/t時，發(fā)出紅色瓦斯涌出預警結(jié)果，當7m³/t≤A＜8m³/t時，發(fā)出橙色瓦斯涌出預警結(jié)果；當瓦斯涌出變異系數(shù)K_v≥0.65時，發(fā)出紅色瓦斯涌出預警結(jié)果，當0.5≤K_v＜0.65時，發(fā)出橙色瓦斯涌出預警結(jié)果。

215)利用礦壓監(jiān)測特征分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的礦壓監(jiān)測信息進行分析，自動計算出礦壓監(jiān)測特征指標，并根據(jù)礦壓監(jiān)測特征指標發(fā)出不同等級礦壓監(jiān)測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當?shù)V壓監(jiān)測特征加權平均指標P≥45MPa，發(fā)出紅色礦壓監(jiān)測預警結(jié)果，當40MPa≤P＜45MPa，發(fā)出橙色礦壓監(jiān)測預警結(jié)果；當工作面煤體片幫深度S≥150mm時，發(fā)出紅色礦壓監(jiān)測預警結(jié)果，當100mm≤A＜150mm，發(fā)出橙色礦壓監(jiān)測預警結(jié)果。

216)利用礦聲發(fā)射分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的聲發(fā)射信息進行分析，自動計算出聲發(fā)射特征指標，并根據(jù)指標大小發(fā)出不同等級聲發(fā)射預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當聲發(fā)射特征指標振鈴計數(shù)≥30時，發(fā)出紅色聲發(fā)射預警指標；當能量值≥0.003v²時，發(fā)出紅色聲發(fā)射預警指標。

217)利用應力監(jiān)測分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的應力監(jiān)測信息進行分析，自動計算出應力指標，并根據(jù)指標大小發(fā)出不同等級應力監(jiān)測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當應力監(jiān)測指標σ的變化量Δσ≥1MPa時，發(fā)出應力監(jiān)測紅色預警結(jié)果，當0.8MPa≤Δσ＜1MPa，發(fā)出應力監(jiān)測橙色預警結(jié)果。

218)利用防突動態(tài)管理與分析模塊對安全信息數(shù)據(jù)庫中的防突預測信息、煤體強度信息、煤巖溫度信息進行分析，得出預測指標、煤體強度指標及煤巖溫度變化規(guī)律及指標值，然后發(fā)出不同等級防突預測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當瓦斯解吸指標K₁≥0.5ml/g·min^1/2或Δh₂≥200Pa時，發(fā)出防突預測紅色預警結(jié)果；當鉆屑量指標S≥6kg/m時，發(fā)出防突預測紅色預警結(jié)果；當煤的堅固性系數(shù)指標f≤0.5時，發(fā)出防突預測紅色預警結(jié)果；當煤體溫度變化ΔT≥2℃時，發(fā)出防突預測紅色預警結(jié)果，1℃≤ΔT＜2℃，發(fā)出防突預測橙色預警結(jié)果。

219)利用通風監(jiān)測分析對安全信息數(shù)據(jù)庫中的通風監(jiān)測信息進行分析，計算出風量、風壓、風阻指標，然后根據(jù)指標值的大小判識通風異常狀況，并發(fā)出不同等級通風監(jiān)測預警結(jié)果，并將結(jié)果存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫；

具體來說，當巷道中實時監(jiān)測通風系統(tǒng)中各分支風量、風速不滿足要求，發(fā)出紅色通風監(jiān)測預警結(jié)果；當采掘工作面安設的風速、風壓傳感器的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時，發(fā)出工作面紅色通風監(jiān)測預警結(jié)果。

2110)利用預警結(jié)果發(fā)布與管理子系統(tǒng)從監(jiān)控預警數(shù)據(jù)庫中讀取瓦斯地質(zhì)預警結(jié)果、瓦斯預警結(jié)果、采掘影響預警結(jié)果、瓦斯涌出預警結(jié)果、礦壓監(jiān)測預警結(jié)果、聲發(fā)射預警結(jié)果、應力監(jiān)測預警結(jié)果、防突預測預警結(jié)果、通風監(jiān)測預警結(jié)果，并對其進行綜合分析，給出客觀危險性預警結(jié)果并存儲至監(jiān)控預警綜合數(shù)據(jù)庫。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其做出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。