小宝鼎煤矿多参数水文动态监测智能预警系统应用探究

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1、小宝鼎煤矿多参数水文动态监测智能预警系统应用探究摘要：多参数水文动态监测智能预警系统适用于地面及井下各种水文参数（水位、水压、水温，管道流量，明渠流量等）的监测、采集、加工、传输及发布的多参数水文监测智能预警系统。该系统在攀煤公司小宝鼎煤矿属首次应用，系统在小宝鼎煤矿的应用对掌握和分析地下水规律、以及水位的超限报警和水位趋势预测预警分析发挥了重要作用，取得了矿井涌水实时监测数据，为矿井水害分析和预测预报提供了理论依据，指导了矿井防治水工作，对保障煤矿安全生产具有重大意义。关键词：多参数；水文动态监测；智能预警系统

2、；应用研究中图分类号：X752一、研究背景及意义随着矿井的开采层位越来越深，矿井水文地质条件愈加复杂，时常会发生突水或透水事件，给人民生命安全和财产带来严重危害。水害已成为威胁煤矿安全生产的重要因素。因此，对煤矿地下水的实时监测和有效管理显得尤其重要，对指导煤矿安全生产和防治水害意义重大。传统的水文监测方式已被沿用几十年，一直停留在人工记录❷手工查询❷纸张保存等落后的状况，传统的人工操作方式无法达到矿井防治水害的要求。建立一个采用先进的计算机技术，适用地面及井下各种水文参数（水位、水压、水温，管道流量，明渠流量等

3、）的监测、采集、加工、传输及发布的多参数水文监测智能预警系统，为煤矿安全生产保驾护航意义重大。二、多参数水文动态监测智能预警应用系统系统以矿井水文信息的查询和分析为核心，提供了输入编辑、查询、分析、输出等实用而丰富的管理功能。2.1功能模块系统主要完成对地面水文信息的实时采集、井下水文信息的实时采集和水文信息查询分析、处理等功能，整个系统的功能模块结构如图2-1所示。图2-1系统功能模块结构图2.2系统主要功能1、数据采集监测仪器采集到的井下水文数据经过井下通讯电缆传输到地面，再由地面的通讯网络传输到水文监测主机

4、。在数据采集层，井下水文数据由测量各水文参数的传感器采集，将电压信号转换为频率信号后经过通讯电缆传输到主机上。数据传输和转换层主要指主机与水文监测主站之间的数据传输与转换，其中主机上存放井下的各种实时监控数据。水文监测系统主机可从安全监控系统主机上提取实时的或历史的水文数据存放到水文数据库中。图2-2井下数据传输示意图2、数据查询用户可按测点名称查询测点在某段时间内的水文数据。3、曲线浏览监测数据曲线：可以绘制某一站点某个水文参数在一段时间范围内的曲线图，如图所示：4、报表统计水文动态数据报表主要是对水文动态监测

5、数据进行相应的汇总并统计，生成表格格式，如：按日、月、年或某一时间段进行汇总和统计。报表统计中包括浏览和打印等操作，报表如图所示。5、数据报警当采集到的水文信息实时数据异常时，在系统文本框内会以红色标注显示，并发出声音报警提醒系统使用人员，对于水位或流量超限的观测点加以注意，及时地、有效的采取相应的措施应对即将或已经发生的水害事故，以减少对煤矿财产的损失及矿工生命安全的威胁。图2-7文本显示时的警报标注2.3系统管理启动系统软件，主界面如图2-23所示，系统的基本信息管理包括从矿到所属集团公司等在内的上级部门的信

6、息设置，以及可以测量的参量信息的设置和各测点的名称、孔口及地面标高、测点所测参量及各参量的量程高低值与报警高低值的设置。图2-8水文监测系统主界面三、系统的主要技术特点煤矿多参数水文监测智能预警系统是以计算机为核心，集电子、通讯和网络等技术为一体的现代化监测系统，该系统不仅可对水文数据（水位、水压、水温、流量等）进行实时采集、上传、分析处理、报警和预警，还可通过网络实现对水文信息数据的共享。它主要用于地表和地下水资源的合理开采、有效利用和矿井水害的预报和防治。该系统具有以下特点：1、可监测水位、水压、水温和水流量

7、等有关水文的多个观测参数，改变了传统系统只能对地下水位进行监测的历史。2、采用软件自复位和硬件看门狗技术，系统在无人值守情况下能够自动、可靠地运行；监测数据可通过通讯网络自动传输到控制主机，也可以记录于本地仪器内，本地仪器内存可以保存七千多组数据。3、分站监测数据可采用有线或无线数据收发装置传输到主机系统，这样既适用于地表地下水资源的监测预警，也适用于地下水资源的合理开发和有效利用以及矿井水害防治。4、设计实现了煤矿多参数水文监测智能预警系统软件,该软件对于采集的水文信息采用多种方法以表格、曲线、报表、图形等方式

8、实现数字的动态显示和可视化输出，并可以进行相应的编辑、打印等操作，方便了用户的直观查询与使用。5、利用动态网页技术实现了水文数据的网络发布，实现了水文数据的实时共享，方便了各相关部门用户的数据查询。6、利用多参数实时数据进行超限分析，实现系统的实时综合超限预警功能；提出了多测点、多参数条件下的极值突水预警方法；利用神经网络技术可根据历史数据预测水位的变化趋势，实现趋势预警