[发明专利]一种矿井水害监测预警及灾情蔓延模拟仿真的方法及系统

说明书

本发明公开了一种矿井水害监测预警及灾情蔓延模拟仿真的方法及系统。所述方法以历史上发生过的矿井水害特征为根据，通过连接现有矿井监控摄像头实时监测井下巷道迎头、顶板、底板和两帮共5个区域的出水信息，实时判别井下是否产生突水征兆情况；井下一旦发生突水征兆甚至水害，能够快速识别并及时提取突水点相关信息(比如位置、突水量大小等)，并通过三维信息化的手段实时再现水害的发生过程，采用三维仿真技术推演矿井水蔓延过程和淹没范围，并在三维巷道场景中分析矿井现状和人员设备分布情况，从而为规划人员逃生路线、应急指挥救援提供技术支持。

技术领域

本发明涉及地下工程仿真监控技术领域，特别是涉及一种矿井水害监测预警及灾情蔓延模拟仿真的方法及系统。

背景技术

矿井水害会造成大量的人员伤亡，是煤矿特大事故之一。矿井水害监控和预警是减少矿井水害事故人员伤亡的有效措施。目前水害监测和预警方式以水文探测预防、井下探水、先兆现象观测等为主。水文探测和井下探放水可预防井下水害事故，但由于水文情况复杂、设计不当、措施不力、管理不善和人的思想麻痹等原因，水文探测和井下探放水并不能完全防止突水的发生，更不能对突发的井下水害进行报警。先兆现象观测以人为经验判断为主，存在较大的主观因素。目前对于矿井突水事故，主要依靠现场人员的人工报警，但当突水造成现场人员伤亡，或者现场人员匆忙逃离而未能主动报警，调度室就无法及时地获得已发生突水的信息，无法及时地通知井下其他作业人员，以致不能对突水事故及时采取应急措施，易造成水害失控和人员伤亡。为有效减少水害引起的矿山财产损失和大量人员伤亡，需要新的井下巷道水害监测预警方法，可第一时间对井下巷道突水进行报警，为不在突水现场的其他井下作业人员争取宝贵的逃生和救灾时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿井水害监测预警及灾情蔓延模拟仿真的方法及系统，以解决目前矿井生产过程中无法实时监控水害情况，易造成水害失控和人员伤亡的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种矿井水害监测预警及灾情蔓延模拟仿真的方法，所述方法包括：

获取未发生水害时井下监控摄像头采集的历史图像和所述井下监控摄像头采集的当前图像；

根据所述历史图像和所述当前图像判断当前井下是否发生水害，获得第一判断结果；

若所述第一判断结果为当前井下发生水害，获取井下场景的三维模型并进行水害预警；所述三维模型中包括井下人员和设备位置以及所有所述井下监控摄像头的位置；

根据所述当前图像及所述三维模型定位水害发生地点；

根据所述当前图像计算水害水量；

根据所述三维模型、所述水害发生地点及所述水害水量模拟水情蔓延过程，预测水情蔓延将要淹没的范围；

根据所述水情蔓延将要淹没的范围指挥井下人员和设备的撤离。

可选的，所述根据所述历史图像和所述当前图像判断当前井下是否发生水害，获得第一判断结果，具体包括：

获取所述历史图像和所述当前图像上标注的多个关键点的图像颜色值；多个所述关键点均匀分布在图像上井下场景的迎头表面、顶板表面、底板表面和两帮表面五个区域；

判断所述历史图像上预设数量关键点的图像颜色值与所述当前图像上预设数量关键点的图像颜色值之间的色差值是否均大于预设色差值，同时附近其它多个关键点颜色值是否也发生改变并且改变保持在3秒钟以上，获得第二判断结果；

若所述第二判断结果为是，则所述第一判断结果为当前井下发生水害；

若所述第二判断结果为否，则所述第一判断结果为当前井下未发生水害。

可选的，所述根据所述当前图像及所述三维模型定位水害发生地点，具体包括：