矿井水文监测及水灾风险预警系统的设计与实现-论文

简介：
本文探讨了矿井水文监测的重要性，并设计并实现了具有实时监控和早期预警功能的水灾风险预警系统，以保障矿山安全。 任何矿井水害事故都会显示出不同的预兆。为了夯实水害智能预警的基础，并明确感知、辨识、评估及预测之间的逻辑关系，我们构建了一个系统的内涵框架。根据不同类型的水害及其突水机理，设计了三大类多模式的典型场景，并建立了相应的突水判据。此外，提出了确定性理论精确预测和非确定性的趋势推测（包括大数据分析与深度学习）两种方法，为智能预警系统提供坚实的理论基础。 以陕西省彬长矿区亭南矿为例，在该区域建立了一套动态信息、静态信息及关联信息的指标体系，并将地面水文监测单元、井下环境监测单元以及采掘工作面动态监测单元集成在一起。这使得原位采集和突水要素预兆感知系统得以构建，通过关键层电性参数动态监控与关键部位单点或多点多参数联合布置的方式获取精准信息。 利用确定性的模拟模型及非确定性的智能模型实现了对水害的预测预警功能，并基于多源数据融合以及空间联动分析技术，该预警系统能够实现井上下全空间水害风险可视化展示。实践证明，这套监测和预警平台具有扎实的理论基础且效果显著。