冲击矿压预测系统的研究与开发

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1、冲击矿压预测系统的研究与开发作者：候姣姣，王明芳，高晓星(中国地质大学工程学院，湖北武汉430074)摘要:提出了冲击矿压预测系统模型，将冲击矿压系统划分为输入子系统、数据处理系统、预测软件包、等级划分计算机辅助设计和输出子系统五个模块。对预测系统模型进行了面向对象分析，并对系统实现的几个关键模块作了简要分析.其预测功能的强大、丰富实用的图形显示和数据结果分析工具，为更形象具体的对过去、现在、将来的冲击矿压发牛过程进行模拟和预测提供了技术支持。关键词:冲击矿压;预测系统;等级划分;模块分析1冲击矿

2、压预测系统总体介绍木文提出的冲击矿压预测系统如图1所示.木系统共划分5个模块，分別为输入子系统、数据处理系统、预测软件包、等级划分计算机辅助设计和输出子系统，木系统中包含了采矿特有的空间几何关系，即平面交岔和立体交岔•木系统在VC++A/B或Delphi平台上开发，也可以在多平台开发后集成.1.1冲击矿压预测系统的应用领域(1)模拟过去冲击矿压的发牛过程与防治方案(2)模拟矿区深部开采及采矿过程中开采对区域顶底板支护的影像及其最优对策方案(3)模拟冲击矿压实时破坏过程与造成的问题(4)模拟并预测未

3、来几年里冲击矿压的发牛时间和破坏程度(5)模拟冲击矿压的形成过程及其时空分布模式1.2冲击矿压预测系统的预测功能(1)可以模拟三维空间动态模型，二维平面、二维剖面或者轴对称二维动态曲线模型(1)可以对过去、现在、将来的冲击矿压发牛过程进行模拟和预测(2)可以对矿井物理条件变化进行监测，包括温度、二氧化碳浓度、氧浓度监测1.3冲击矿压预测系统的特点和功能冲击矿压预测系统提供了其他任何矿压预测软件都无法比拟的，丰富实用的图形显示和数据结果分析工具。其先进的图形可视化及数据分析技术表现在：(1)有限单元

4、网格、边界条件和模型参数的三维可视化;三维彩色等势面显示以及二维平面彩色或等值线显示；(2)三维矿井动态线追踪，变化吋间及变化动画显示；(3)三维交叉断面图、剖面图与切片图显示；(4)三维图形的交互旋转、放大或缩小；(5)模型整体和局部矿压均衡分析(6)实吋显示非稳定流模拟过程中的矿压动态变化值。2冲击矿压预测系统模块冲击矿压预测采用模块化设计方法，根据系统的功能本系统设有输入子系统模块、数据处理系统模块、预测软件包模块、等级划分计算机辅助设计模块和输岀子系统模块等五个模块。该系统完成的任务是：通

5、过对冲击矿压数据、温度信号、二氧化碳浓度和氧气浓度数据进行采集，最后将处理结果保存到数据处理系统模块中。将数据传输到预测软件包模块，对其进行综合的分析和判断，划分出冲击矿压的危险等级。最后利用等级划分计算机辅助设计模块对处理的结果进行动态化设计，通过输出子系统模块将结果输出。下面将对各个模块进行介绍。2.1输入了系统模块输入子系统模块主要完成系统的初始化，通过对图纸进行扫描输入，在经过预处理、矢量化和后处理后，将数据录入到数据库中，其中该模块包括一个数字化以及其它方法输入程序，它使得外接传感器输入

6、和移动设备数据输入同时可以进行数据的输入。2.2数据处理系统模块该模块具有记忆功能，它包括数据库管理和数据通信两个子模块，数据库管理了模块主要是对录入的数据进行数据管理和数据查询；而数据通信子模块主要是将数据读出和进行写数据。该模块最终通过接口将所存储的数据传输到预测软件包模块，为其冲击矿压的预测分级提供数据支持。2.3预测软件包模块该软件包是该预测系统的核心部分，它包括三个子模块，分别为压力数据处理子程序模块、无线实时时钟校准子程序模块和冲击矿压预测主程序模块,接下来将分别对其进行介绍。2.3.

7、1压力数据处理子程序模块矿压观测数据的处理技术对是减少煤矿事故，保证煤矿安全生产有非常重要的意义，该程序主要用于对各个采集点的压力进行简单的分析，并能根据分析结果进行输出。压力数据处理子程序主要通过接收上模块传输过来的数据进行压力数据的分析，并通过数据显示子程序对数据进行显示，最后将压力数据进行输出。2.3.2无线实吋吋钟校准子程序模块当通过键盘调用该程序吋，系统首先提示输入目标地址(即需要进行通信的压力数据采集装置的编号)和新的采样定吋吋间，将输入信息自动生动系统实时时钟校准命令无线发送出去，然

8、后将其设置为专用频道，等待接收实时时钟设置完成应答命令。当接收到应答命令以后，表明设置成功，系统将无线数据重新设置为通用频道。2.3.3冲击矿压预测主程序模块该模块有三个子模块组成，分别为冲击矿压危险等级预测子模块、图框、经纬图、标题栏参数设计子模块和冲击矿压虚拟模拟子模块，下面将对这三个子模块进行分别的介绍。图2为分级预测实施图。(1)冲击矿压危险等级预测子模块对于存在冲击矿压险的矿井和采区，首先根据综合指数法分析地质和开采条件，划分出冲击矿压危险区域及重点监测区域，实现冲击矿压