CN106246224A - 矿井水害即时监测预警*** - Google Patents

矿井水害即时监测预警*** Download PDF

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高宗军
时孟杰
张洪英
夏璐
刘久潭
牟林凯
董涛
陆瀛
林海斌
王晗
文坦
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Abstract

本发明公开了一种矿井水害即时监测预警***，包括便携式井下监测与预警终端、矿区水文地质基础数据库、地面数据分析判断与预警预报***、以及井下无线通信***，便携式井下监测与预警终端通过井下无线通信***与地面数据分析判断与预警预报***连接，地面数据分析判断与预警预报***与矿区水文地质基础数据库连接。本发明便携式井下监测与预警终端可以由一线工人在发现渗水情况的第一时间对渗出水水质进行检测，并可将检测数据通过井下无线通信***反馈给地面数据分析判断与预警预报***，且一旦发现危险水源，可接受地面预警预报***返回的预警信号进行报警，通知井下工作人员即时撤回地面，等待专业技术人员对相关问题进行处理。

Description

矿井水害即时监测预警***
技术领域
本发明涉及一种矿井水害即时监测预警***。
背景技术
传统水质监测及水源识别仪器主要可分为两种：①井下在线监测***的水质监测终端一般安置于巷道长期渗水点，对渗水处的水质、水温变化进行长期观测。这种终端安装后固定一点，不方便拆卸移动。②便携式水源识别仪现应用的水源识别仪器能够方便的对各种突水情况的突水水源进行简单判断，但所测指标有限，且仪器基础数据库为多地区多种水源类型的集合，对单一矿区无较好的针对性。仪器操作需要专业技术人员进行，不能在井下发现渗水情况的第一时间对突水来源进行判定，且一旦发现危险水源无法即时预警使井下工作人员快速撤回地面，地面人员也不能第一时间采取相应措施。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种矿井水害即时监测预警***。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种矿井水害即时监测预警***，包括便携式井下监测与预警终端、矿区水文地质基础数据库、地面数据分析判断与预警预报***、以及井下无线通信***，便携式井下监测与预警终端通过井下无线通信***与地面数据分析判断与预警预报***连接，地面数据分析判断与预警预报***与矿区水文地质基础数据库连接。
优选的，所述便携式井下监测与预警终端包括：
水质检测模块，配置有多种检测探针，用以检测水样的水质指标和氢氧同位素；
信息传输模块，包括发射器和接收器，具备数据信息的发送和接收能力；
预警响应模块，包括触发器和扩音器，当地面数据分析判断与预警预报***反馈报警信号时，触发器触发扩音器报警；
井下定位模块，基于井下定位***，对终端检测渗水点位进行实时精确定位，结合检测的水质信息辅助地面数据分析判断与预警预报***对渗水点位进行危险性判定。
优选的，所述矿区水文地质基础数据库包含有矿区全面的水文地质信息，具体包括：
地表水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内地表水体的分布、水量、水文及水质长期观测信息；
地下水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内地下水体的分布、水量、水压、水温及水质长期观测信息；
老窖水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内老窖水体的分布、水量、水温及水质长期观测信息；
井下渗水数据库，包含矿区井下渗水、突水点的分布、水温、水压、水量及水质长期观测信息；
图形模块数据库，包含矿区水文地质研究范围内的区域地表水体分布图、区域水文地质图、区域构造地质图、区域底层剖面图、钻井柱状图、矿区开采规划图及实际开采进度图多种图件信息；
文献报告汇总库，包括矿区区域水文地质、区域构造地质的地质、水文地质相关报告、文献。
优选的，所述地面数据分析判断与预警预报***包括：
数据存取模块，对井下终端监测数据进行储存记录，并对矿区水文地质基础数据库中的数据进行调用；
对比分析模块，对终端检测结果与矿区水文地质基础数据库数据进行对比分析，综合渗水点位的水文地质条件进行分析判断；
信息传输模块，进行***间和模块间以及与指定终端的数据接收和发送；
地面预警模块，触发地面报警装置，向指定用户端发送分析判断数据结果。
本发明的有益技术效果是：
本发明便携式井下监测与预警终端可以克服以上在线监测终端和水源识别类仪器的不足，仪器方便携带，检测水质指标较为全面和具有针对性，操作简单，可以由一线工人在发现渗水情况的第一时间对渗出水水质进行检测，并可将检测数据通过井下无线通信***反馈给地面数据分析判断与预警预报***，且一旦发现危险水源，可接受地面数据分析判断与预警预报***返回的预警信号进行报警，通知井下工作人员即时撤回地面，等待专业技术人员对相关问题进行处理。
传统数据库注重数据来源的广泛性和代表性，对特定个体缺乏具体的描述信息。本发明***针对特定矿区，对矿区所在水文地质单元的水文地质基础信息数据进行整理建库，具有更好的针对性，对具体问题具体分析，可以更好的解决矿区的实际问题。
传统的矿井预警***只是单方向接受井下终端的监测信息，对数据异常情况只向指定用户或上级管理***发出警报，而不向井下终端发出预警信息。本发明对这一问题进行了较好的解决，地面***在获得井下终端的检测数据后进行分析、判断，将判断信息第一时间反馈给井下终端，如出现危险水源，可在向指定用户发出警报的同时促使井下终端第一时间报警，通知井下工作人员采取合理措施或撤回地面。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明的工作流程示意图；
图2为便携式井下预测与预警终端的模块划分图；
图3为矿区水文地质基础数据库的模块划分图；
图4为地面数据分析判断与预警预报***的模块划分图。
具体实施方式
如图1所示，一种矿井水害即时监测预警***，包括便携式井下监测与预警终端、矿区水文地质基础数据库、地面数据分析判断与预警预报***、以及井下无线通信***，便携式井下监测与预警终端通过井下无线通信***与地面数据分析判断与预警预报***连接，地面数据分析判断与预警预报***与矿区水文地质基础数据库连接。
便携式井下监测与预警终端将检测的水质信息通过井下无线通信***传送至地面数据分析判断与预警预报***，地面数据分析判断与预警预报***通过调用矿区水文地质基础数据库中的数据，并进行对比分析，判断是否需要报警。如果不需要报警，则将便携式井下监测与预警终端的检测水质信息等数据储存至矿区水文地质基础数据库，如果需要报警，则发出报警信号，一方面将报警信号传送至便携式井下监测与预警终端，触发预警响应模块报警，另一方面将报警信息发送至指定个体。
下面对各单元进行详细说明。
如图2所示，便携式井下监测与预警终端包括：水质检测模块，配置有多种检测探针，可以检测水样的温度、pH、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO4 2-、Cl-、HCO3 -等常规水质指标和氢氧同位素及其它特征水质指标(特征水质指标：指矿区研究范围内的水体特征水质指标，如：重金属、微量元素、或其它区别于研究范围内水体的水质组分指标)和氢氧同位素；信息传输模块，包括发射器和接收器，具备数据信息的发送和接收能力；预警响应模块，包括触发器和扩音器，当地面数据分析判断与预警预报***反馈报警信号时，触发器触发扩音器报警；井下定位模块，基于井下定位***，对终端检测渗水点位进行实时精确定位，结合检测的水质信息辅助地面数据分析判断与预警预报***对渗水点位进行危险性判定。
便携式井下监测与预警终端可满足以下要求：①方便携带；②具备即时监测常规及特殊水质指标的要求；③具备接发数据信息的能力；④具备自动触发报警装置报警的能力；⑤具备适应井下恶劣环境条件的能力；⑥操作简便，易于掌握。
如图3所示，矿区水文地质基础数据库包含有矿区全面的水文地质信息，具体分为6个子库：地表水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内地表水体的分布、水量、水文及水质等长期观测信息。地下水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内地下水体的分布、水量、水压、水温及水质等长期观测信息。老窖水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内老窖水体的分布、水量、水温及水质等长期观测信息。井下渗水数据库，包含矿区井下渗水、突水点的分布、水温、水压、水量及水质等长期观测信息。图形模块数据库，包含矿区水文地质研究范围内的区域地表水体分布图、区域水文地质图、区域构造地质图、区域底层剖面图、钻井柱状图、矿区开采规划图及实际开采进度图等多种图件信息。文献报告汇总库，包括矿区区域水文地质、区域构造地质等地质、水文地质相关报告、文献。
矿区水文地质基础数据库满足以下要求：①具备矿区所在水文地质单元内各含水层的分布、含水量、含水层参数及水力联系信息；②具备矿区范围内及附近地表水体的分布及水量信息；③具备矿区及周边老窖水的分布、水量信息；④具备以上所述各含水层及水体的水位和水质等长期监测数据；⑤包含井下渗水点的水质、水温长期监测数据。
如图4所示，地面数据分析判断与预警预报***可划分为4个功能模块，具体包括：数据存取模块，对井下终端监测数据进行储存记录，并对矿区水文地质基础数据库中的数据进行调用；对比分析模块，对终端检测结果与矿区水文地质基础数据库数据进行对比分析，综合渗水点位的水文地质条件进行分析判断；信息传输模块，进行***间和模块间以及与指定终端的数据接收和发送；地面预警模块，触发地面报警装置，向指定用户端发送分析判断数据结果。
地面数据分析判断与预警预报***满足以下要求：①具备接发数据信息的能力；②具备对井下终端监测数据分析，并利用基础数据库进行判断的能力；③具备自动触发报警信号和数据输出的能力；④具备向指定个体发出数据通知的能力。
上述井下无线通信***满足应以下要求：①具备适应井下恶劣环境的能力；②具备稳定而高质量的数据传输能力；③具备串接井下终端与地面预警预报***的能力。

Claims (4)

1.一种矿井水害即时监测预警***，其特征在于：包括便携式井下监测与预警终端、矿区水文地质基础数据库、地面数据分析判断与预警预报***、以及井下无线通信***，便携式井下监测与预警终端通过井下无线通信***与地面数据分析判断与预警预报***连接，地面数据分析判断与预警预报***与矿区水文地质基础数据库连接。
2.根据权利要求1所述的一种矿井水害即时监测预警***，其特征在于，所述便携式井下监测与预警终端包括：
水质检测模块，配置有多种检测探针，用以检测水样的水质指标和氢氧同位素；
信息传输模块，包括发射器和接收器，具备数据信息的发送和接收能力；
预警响应模块，包括触发器和扩音器，当地面数据分析判断与预警预报***反馈报警信号时，触发器触发扩音器报警；
井下定位模块，基于井下定位***，对终端检测渗水点位进行实时精确定位，结合检测的水质信息辅助地面数据分析判断与预警预报***对渗水点位进行危险性判定。
3.根据权利要求1所述的一种矿井水害即时监测预警***，其特征在于，所述矿区水文地质基础数据库包含有矿区全面的水文地质信息，具体包括：
地表水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内地表水体的分布、水量、水文及水质长期观测信息；
地下水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内地下水体的分布、水量、水压、水温及水质长期观测信息；
老窖水体信息库，包含矿区水文地质研究范围内老窖水体的分布、水量、水温及水质长期观测信息；
井下渗水数据库，包含矿区井下渗水、突水点的分布、水温、水压、水量及水质长期观测信息；
图形模块数据库，包含矿区水文地质研究范围内的区域地表水体分布图、区域水文地质图、区域构造地质图、区域底层剖面图、钻井柱状图、矿区开采规划图及实际开采进度图多种图件信息；
文献报告汇总库，包括矿区区域水文地质、区域构造地质的地质、水文地质相关报告、文献。
4.根据权利要求1所述的一种矿井水害即时监测预警***，其特征在于，所述地面数据分析判断与预警预报***包括：
数据存取模块，对井下终端监测数据进行储存记录，并对矿区水文地质基础数据库中的数据进行调用；
对比分析模块，对终端检测结果与矿区水文地质基础数据库数据进行对比分析，综合渗水点位的水文地质条件进行分析判断；
信息传输模块，进行***间和模块间以及与指定终端的数据接收和发送；地面预警模块，触发地面报警装置，向指定用户端发送分析判断数据结果。
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