本發(fā)明涉及礦山突水防治，尤其是指一種礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)、礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)礦山突水災(zāi)害防治過程中，突水災(zāi)變信息獲取主要通過微震監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取信息后通過有線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集儀，通過將數(shù)據(jù)采集儀中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出分析的方式開展突水災(zāi)變預(yù)警。然而，現(xiàn)有的突水災(zāi)變監(jiān)測(cè)設(shè)施精準(zhǔn)度較低，經(jīng)常出現(xiàn)遲報(bào)、誤報(bào)和延報(bào)的情況，信息傳輸方式極易受現(xiàn)場(chǎng)施工人員的影響，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸線路壓壞、切斷等現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)經(jīng)常缺失，礦山企業(yè)很難通過現(xiàn)有監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)施及時(shí)發(fā)現(xiàn)突水災(zāi)害隱患點(diǎn)，如果不能及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，極易出現(xiàn)礦山突水災(zāi)害。因此，需要構(gòu)建礦山突水感知信息網(wǎng)絡(luò)，提高突水災(zāi)變信息傳輸精準(zhǔn)度和時(shí)效性，全面提升優(yōu)化現(xiàn)有的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和設(shè)備。

2、礦山突水災(zāi)害防治中的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和裝備中，突水災(zāi)變監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度較低，監(jiān)測(cè)信息傳輸線路缺乏保障，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)突水災(zāi)變隱患，易造成突水災(zāi)害信息遲報(bào)、誤報(bào)和延報(bào)的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中突水災(zāi)變監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度低的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)，包括：

3、視頻感知信息系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)淋水水量、巷道積水水量、圍巖裂隙擴(kuò)展聲音信息、突水水流聲音信息和圍巖變形信息；

4、基于光纖光柵的突水災(zāi)變感知信息系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)單點(diǎn)位移、孔隙水壓力、埋入式應(yīng)變、圍巖載荷、水位、水質(zhì)、加速度和水溫；

5、光纖光柵解調(diào)儀，通過光纖分路器、光纖接線盒和礦用多芯光纜與所述視頻感知信息系統(tǒng)和所述基于光纖光柵的突水災(zāi)變感知信息系統(tǒng)連接。

6、優(yōu)選地，所述視頻感知信息系統(tǒng)包括：

7、水量監(jiān)測(cè)模塊，用于基于視頻圖像特征監(jiān)測(cè)淋水水量和巷道積水水量；

8、聲音監(jiān)測(cè)模塊，用于基于視頻音頻特征監(jiān)測(cè)圍巖裂隙擴(kuò)展聲音信息和突水水流聲音信息；

9、圍巖變形監(jiān)測(cè)模塊，用于基于視頻圖像特征獲取圍巖變形信息。

10、優(yōu)選地，所述基于光纖光柵的突水災(zāi)變感知信息系統(tǒng)包括單點(diǎn)位移傳感器、孔隙水壓力傳感器、埋入式應(yīng)變傳感器、圍巖載荷傳感器、水位傳感器、水質(zhì)傳感器、加速度傳感器和水溫傳感器。

11、本發(fā)明還提供了一種礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括：

12、如上述的礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)獲取突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)；

13、基于5g的信息融合與無線傳輸系統(tǒng)，與所述礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)的光纖光柵解調(diào)儀連接，用于將所述突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)；

14、所述遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)，用于根據(jù)所述突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)對(duì)礦山突水災(zāi)變進(jìn)行預(yù)警。

15、優(yōu)選地，述基于5g的信息融合與無線傳輸系統(tǒng)包括：

16、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)光纖光柵解調(diào)儀處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；

17、第一5g網(wǎng)關(guān)，用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信息通過5g基站傳輸至第二5g網(wǎng)關(guān)；

18、所述5g基站，與所述第一5g網(wǎng)關(guān)連接；

19、優(yōu)選地，所述礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)和所述基于5g的信息融合與無線傳輸系統(tǒng)設(shè)置于井下，所述遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)設(shè)置于井上。

20、優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)包括：

21、突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于對(duì)突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

22、分區(qū)監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù)歷史突水災(zāi)變感知數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵因子和閾值分析，對(duì)礦山開采工作面劃分為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域和正常監(jiān)測(cè)區(qū)域；

23、感知數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置感知數(shù)據(jù)參數(shù)；

24、數(shù)據(jù)擬合分析模塊，用于基于所述突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)和所述感知數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合分析，得到預(yù)警信息；

25、水害動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)信息發(fā)布模塊，用于根據(jù)所述預(yù)警信息，對(duì)水害進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)和發(fā)布。

26、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)擬合分析模塊包括：

27、機(jī)器分析模型，包括感知器模型，用于根據(jù)所述突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)和所述感知數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行突水災(zāi)變信息的感知器辨識(shí)；

28、突水災(zāi)害預(yù)測(cè)模型，用于根據(jù)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行突水災(zāi)害預(yù)測(cè)，得到預(yù)警信息。

29、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)和所述感知數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行突水災(zāi)變信息的感知器辨識(shí)包括：

30、根據(jù)選取的感知器訓(xùn)練法則，確定隨機(jī)梯度下降法則，并根據(jù)選取的無閾值的感知器算法實(shí)現(xiàn)突水災(zāi)變信息的感知器辨識(shí)。

31、本發(fā)明還提供了一種礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備，包括如上述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

32、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

33、本發(fā)明所述的礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及設(shè)備，不僅構(gòu)建了基于監(jiān)控視頻的感知信息系統(tǒng)，還構(gòu)建基于光纖光柵的突水災(zāi)變感知信息準(zhǔn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，光纖光柵傳感器有抗電磁干擾性能，而且靈敏度高、耐腐蝕，并能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)同時(shí)監(jiān)測(cè)，能更精準(zhǔn)地獲取三維突水災(zāi)變信息；將獲取到感知信息通過5g網(wǎng)絡(luò)傳輸至云平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和突水災(zāi)變預(yù)警。本發(fā)明有效提高了突水災(zāi)變感知數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的精確性，進(jìn)而提高了突水災(zāi)變預(yù)警的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻感知信息系統(tǒng)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)，其特征在于，所述基于光纖光柵的突水災(zāi)變感知信息系統(tǒng)包括單點(diǎn)位移傳感器、孔隙水壓力傳感器、埋入式應(yīng)變傳感器、圍巖載荷傳感器、水位傳感器、水質(zhì)傳感器、加速度傳感器和水溫傳感器。

4.一種礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述基于5g的信息融合與無線傳輸系統(tǒng)包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)和所述基于5g的信息融合與無線傳輸系統(tǒng)設(shè)置于井下，所述遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)設(shè)置于井上。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)擬合分析模塊包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述突水災(zāi)變實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)和所述感知數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行突水災(zāi)變信息的感知器辨識(shí)包括：

10.一種礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求4-9所述的礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及礦山突水防治技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種礦山突水災(zāi)變智能感知系統(tǒng)、礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及礦山突水災(zāi)變精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備，本發(fā)明不僅構(gòu)建了基于監(jiān)控視頻的感知信息系統(tǒng)，還構(gòu)建基于光纖光柵的突水災(zāi)變感知信息準(zhǔn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，光纖光柵傳感器有抗電磁干擾性能，而且靈敏度高、耐腐蝕，并能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)同時(shí)監(jiān)測(cè)，能更精準(zhǔn)地獲取三維突水災(zāi)變信息；將獲取到感知信息通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和突水災(zāi)變預(yù)警。本發(fā)明有效提高了突水災(zāi)變感知數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的精確性，進(jìn)而提高了突水災(zāi)變預(yù)警的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：顏丙乾,齊慶杰,劉英杰,張博,李向上,孫祚,王月,程業(yè),楊敬虎,柴佳美
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煤炭科學(xué)研究總院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14