[实用新型]一种煤矿突水水源识别系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿水源识别的技术领域，具体涉及一种煤矿突水水源识别系统。

背景技术

矿井突水是煤矿开采过程中最具威胁的自然灾害之一，一直是制约我国煤矿可持续发展的重要难题。据国家煤监局统计数据，近年来全国共发生突水事故756起，死亡3834人。地下矿井一旦发生突水，轻者淹没井下设备、影响生产作业，重则直接造成人员死亡，导致矿井关闭。矿井突水水源有老空水、灰岩水、砂岩水、松散层水等水体，如何及时准确地判断突水成因，查找突水水源，是解决和预防突水灾害的关键问题。

突水水源的方法包括：地下水化学、同位素、水温、水位动态观测和分析等方法。常规水源判定需要把现场实际经验和水质分析报告综合研究，通常要求有丰富经验的矿井水文地质工程师才能胜任，所需时间较长，容易贻误最佳水患防治时期，且易受到人为因素干扰。由于矿井各水层的水化学成分数据能反映相应水层的本质特征，用水化资料判别水源具有快速、准确、经济的特点。神经网络属于人工智能范畴，具有自组织、自适应、容错性等特征，广泛的应用于系统模式识别、分类、预测预报等方面。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种煤矿突水水源识别系统，利用具有解决非线性问题的神经网络识别，提高了突水水源判别的快速性和准确性。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种煤矿突水水源识别系统，包括数据输入模块、微处理器、RAM存储器、信息采集模块和LCD显示屏，所述数据输入模块、RAM存储器、信息采集模块和LCD显示屏均与微处理器相连接，RAM存储器中设有数据库和神经网络模块。

所述信息采集模块包括信号处理器和放大器，信息采集模块通过数据线与电极检测器阵列模块相连接。

所述数据输入模块包括数字按键、USB和开关，数据输入模块通过数据总线与微处理器相连接，微处理器通过I/O数据总线与RAM存储器相连接，信息采集模块通过I/O数据总线与微处理器相连接，微处理器通过数据总线与LCD显示屏相连接。

所述神经网络模块是包括输入层、隐含层和输出层的BP神经网络。

所述电极检测器阵列模块设置在突水点或发生突水位置，电极检测器阵列模块（6）包括Na⁺离子浓度电极检测器、K⁺离子浓度电极检测器、Ca²⁺离子浓度电极检测器、Mg²⁺离子浓度电极检测器、Cl^-离子浓度电极检测器、SO₄^2-离子浓度电极检测器、HCO₃^-离子浓度电极检测器。

本实用新型将具有解决非线性问题的神经网络识别程序内置于所开发突水水源识别系统，使用该系统可以提高突水水源判别的快速性和准确性；通过水质离子浓度检测器的检测结果，运用训练好的神经网络模型可以准确识别突水类型，并在显示器中显示结果，且结构简便，具有良好的人机界面；在矿井井下突水位置可以实时判别突水来源，可超前预测和预警突水，为矿井水害防治争取了时间和提供决策依据，从而避免安全事故的发生，提高了产量并带来了较大的经济效益，对煤矿的安全生产具有重大意义。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型神经网络模块训练过程的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例具体描述一下本实用新型。

一种煤矿突水水源识别系统，包括数据输入模块1、微处理器2、RAM存储器3、信息采集模块7和LCD显示屏8。数据输入模块1、RAM存储器3、信息采集模块7和LCD显示屏8均与微处理器2相连接，RAM存储器3中设有数据库4和神经网络模块5。

数据输入模块1包括数字按键、USB和开关等部件，数据输入模块1通过数据总线与微处理器2相连接。微处理器2为整个系统的中央处理器CPU，微处理器2通过I/O数据总线与RAM存储器3相连接，信息采集模块7通过I/O数据总线与微处理器2相连接，微处理器2通过数据总线与LCD显示屏8相连接。信息采集模块7包括信号处理器和放大器，信息采集模块7通过数据线与电极检测器阵列模块6相连接。神经网络模块5是包括输入层、隐含层和输出层的BP神经网络。如上设置就构成了完整的矿井突水水源识别系统，可以根据突水水源检测的特征离子浓度值，准确判定突水来源。