[发明专利]基于环境监测大数据的煤矿安全状态监测方法

说明书

本发明涉及基于环境监测大数据的煤矿安全状态监测方法，包括以下步骤：根据煤矿井中煤矿分割情况，将煤矿井划分为多个深度粒度层，并计算出各深度粒度层中的瓦斯扩散特征；采集风速、风向、温度，并将监测周期划分为多个时间粒度层，根据采集的风速、风向，计算并修正各时间粒度层的实际温度；根据煤矿井中的地质分布特征，将煤矿井划分为多个地质粒度层，计算各地质粒度层的松软度；根据计算出的煤矿井中的瓦斯扩散特征、实际温度、松软度，按照安全系数分配对煤矿井进行安全划分。本方案最终得到的煤矿井中安全状态不是整个煤矿井安全与否，而是根据粒度层来判断哪些粒度层安全。

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，特别涉及一种基于环境监测大数据的煤矿安全状态监测方法。

背景技术

我国作为世界能源大国，因长期进行大规模的煤矿开采活动，其开采大量煤矿资源为我国的经济建设事业做出了贡献。但是当前我国煤矿开采引发了一系列的矿区地质灾害问题，导致挖矿人员在煤矿开采的过程中受到生命危险，因此，对煤矿进行安全状态监测显得尤为重要。然而现有技术中，监测手段都是基于采集的数据对整个煤矿进行安全性评估，一旦评估出存在安全隐患，就全面停止工作，继而严重影响开采进度，也会造成开采设施的浪费。

发明内容

本发明的目的在于为挖矿人员提供一种通过获取环境大数据分析煤矿井安全状态监测方法，对煤矿井进行安全状态划分，可在安全的粒度层进行作业，以减少煤矿井中因有不安全状态时，导致整个煤矿井的作业都无法进行的问题。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

基于环境监测大数据的煤矿安全状态监测方法，包括以下步骤：

根据煤矿井中煤矿分割情况，将煤矿井划分为多个深度粒度层，并计算出各深度粒度层中的瓦斯扩散特征；

采集风速、风向、温度，并将监测周期划分为多个时间粒度层，根据采集的风速、风向，计算并修正各时间粒度层的实际温度；

采集煤矿井中的地质分布特征，并将煤矿井划分为多个地质粒度层，根据采集的煤矿井中的地质分布特征计算各地质粒度层的松软度；

根据计算出的煤矿井中的瓦斯扩散特征、实际温度、松软度，按照安全系数分配对煤矿井进行安全划分，分别得到每个粒度层的状态，所述状态包括危险状态、预警状态和安全状态。

在上述方案中，由于煤矿井中具有多种粒度情况，比如随着深度变化，煤矿会有分割处，在分割处就容易散发瓦斯，因此将煤矿井按照煤矿分割的情况，划分为多个深度粒度层，每个深度粒度层都代表了其所在位置的瓦斯扩散特征，从而获得瓦斯方面的特征；

以及由于煤矿井中的温度会受到风速和风向的影响，比如正当风向朝向煤矿井，并且风速较大时，煤矿井中水分蒸发，湿度降低，同时温度升高，并且在不同的时间段，预先采集的温度是会变化的，所以对煤矿井的环境监测周期划分为多个时间粒度层，每个时间粒度层都对应了相应的温度，同时采集每个时间粒度层的风速和风向，根据风速和风向即可修正预先采集的温度，使得煤矿井中的实际温度更加准确，从而获得实际温度方面的特征；

同样，随着煤矿井深度的变化，其地质会发生变化，比如有土层、岩层、泥层、砂层、泥岩层、泥岩互层等等，在不同地质层时，其松软度是不同的，有各自的特征，比如泥层、土层的松软度就会比岩层高，容易垮塌，因此获取煤矿井的地质分布特征，将煤矿井划分为多个地质粒度层，然后计算判断各个地质粒度层的松软度，从而获得地质分布方面的特征；

分别从煤矿井中的瓦斯方面、实际温度方面、地质分布方面进行特征获取，然后将三方面的特征融合在一起，以最终对整个煤矿井进行安全状态的划分，对于安全状态的粒度层可以继续进行煤矿作业，而不是因为煤矿井中一旦有危险的隐患，就完全放弃整个煤矿作业，因此可以全面降低安全隐患对开采进度的影响，也避免了对开采设施的浪费。