[发明专利]煤与瓦斯突出综合预警系统及预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，具体涉及一种井下煤与瓦斯突出灾害的预警系统及预警方法。

背景技术

煤与瓦斯突出(以下简称“突出”)是发生在煤矿井下的一种极其复杂的动力现象，它能在很短的时间内，由煤岩体向巷道或采场抛出大量的煤岩及瓦斯，产生如推倒矿车、破坏支架、导致巷道风流逆转等动力效应，经常会破坏井下设施设备和通风系统，并容易造成煤炭掩埋人员、瓦斯窒息、瓦斯爆炸等伤亡事故，给煤矿安全生产带来严重威胁。我国是世界上突出灾害最严重的国家之一，突出矿井多、分布地域广，突出事故多、强度大、伤亡人数多，所以，突出灾害的防治一直是煤炭行业科技工作者和安全管理者的重点研究内容。经过几十年的研究和实践，我国形成了一套集突出危险性预测预报、防突措施、防突措施效果检验、安全防护措施在内的“四位一体”综合防突措施技术体系，通过这套防突体系的推行，有效地指导了突出灾害的防治，但是，由于各种原因，目前尚不能完全堵绝突出灾害的发生。

突出危险性预测是突出综合防治体系的重要环节，目前，我国各突出矿井主要通过打钻的方式，测定煤层区域或工作面的突出危险性，然后针对有危险的区域或工作面采取防突措施消除突出危险。但是，目前的突出预测方法及指标存在以下主要不足：①常用的突出预测方法在时间上是静态的、在空间上是不连续的，尚不能实时连续地预测突出危险性；②突出危险性是根据测定的个别预测指标值确定，但是，常用的预测指标多是间接和部分的反映影响突出危险性的三大因素(煤体所受的应力、瓦斯赋存情况和煤的物理力学性质)，指标在客观上还存在一定的局限性；③常用的预测方法多是预测突出危险性的状态，而没有考虑危险性的发展趋势，不利于超前采取措施；④常用的预测方法一般仅根据测定指标的大小简单确定，而没有动态地综合考虑工作面周围的瓦斯地质情况、开采布置情况、防突技术措施执行情况、工作面瓦斯涌出情况、突出预兆情况、日常突出危险性预测指标的变化情况等，突出预测准确率还有待提高；⑤预测结果一般分为有危险和没有危险两种，当有危险性时，尚不能给出危险等级。

目前，我国绝大多数煤与瓦斯突出矿井均安装了煤矿安全监控系统(如KJ90型煤矿安全综合监控系统、KJ101型矿井监控系统、KJ95煤矿监测监控系统、KJF2000矿井安全生产综合监控系统等)，但是，对监控数据几乎都没有进行深入分析、实现突出预测，监控系统的作用还没有得到充分发挥。随着信息化技术的发展，多数煤矿都建立了自己的煤矿局域网，可以实现部分安全信息的共享，但是，实现共享的大多是煤矿日常安全管理方面的信息，在煤与瓦斯突出防治等专业信息的共享方面还非常欠缺，不利于突出的综合分析和预警。在矿图绘制方面，绝大多数矿井都采用了CAD绘图，但是，这种电子化的矿图还不能满足数字化的需要，目前，一些软件公司开发了基于地理信息系统(GIS)的矿图绘制系统并在部分矿井推广应用，为矿井的数字化和信息化工作奠定了基础，也为煤与瓦斯突出预警技术研发提供了条件。

目前，我国尚没有建立起煤与瓦斯突出的预警体系，对突出预警方法的研究也刚刚开始起步。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，为此，本发明提出一种利用现有煤矿安全监控系统、矿井局域网、数字化矿井图件为基础的煤与瓦斯突出预警系统，对相关的安全信息进行实时监测、综合分析和智能预警，从而为矿井采取相应的突出防治措施，进行瓦斯突出灾害防治提供依据。

本发明的目的是这样实现的：煤与瓦斯突出综合预警系统，包括

地理信息系统GIS，作为实现煤与瓦斯突出预警数据数字化及煤与瓦斯突出灾害综合预警的基本平台；

综合预警数据服务器，用于储存预警综合数据库及预警规则；

预警综合数据库，用于存储所有煤与瓦斯突出预警的信息数据；

预警数据管理系统，用于维护综合预警数据服务器中预警综合数据库中的煤与瓦斯突出预警数据；

煤矿安全监控系统数据采集系统，用于实时读取煤矿安全监控系统瓦斯浓度实时监控数据信息，并将其上传至综合预警数据服务器中的预警综合数据库；

突出预警管理系统，分析综合预警数据服务器中预警综合数据库的煤与瓦斯突出预警信息数据，根据预警指标，进行煤与瓦斯突出综合预警，发出预警信息。

进一步，所述预警数据管理系统包括：

地质测量管理系统，用于维护综合预警数据服务器中预警综合数据库的地质测量信息数据；

瓦斯地质分析系统，用于维护综合预警数据服务器中预警综合数据库的瓦斯地质信息数据；