礦井水文動態(tài)監(jiān)測遠程預警平臺

煤礦水害一直是煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患，《煤礦安全規(guī)程》防治水管理規(guī)定2018新版要求，礦井應建立水文地質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。2018年9月1日實施的老空水治理也明確提出煤礦要建立敬上井下水文監(jiān)測系統(tǒng)。礦井必須進一步加強落實煤礦水害防治責任制、加強礦井水文地質(zhì)基礎工作，建立水文地質(zhì)觀測系統(tǒng)，加強水文地質(zhì)動態(tài)觀測和水害預測分析工作。煤礦建立此系統(tǒng)很有必要也很有意義。

根據(jù)礦井數(shù)字化礦山建設的要求，基于先期的使用經(jīng)驗和實踐基礎，結(jié)合礦井現(xiàn)已知的水文地質(zhì)條件以及充水因素，針對地表水、砂巖裂隙水、承壓水、陷落柱及老窯水害評價的現(xiàn)場條件，利用ASP動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術，設計了針對礦井當前自動化、數(shù)字化和信息化需求的新型礦井水文地質(zhì)預測預報系統(tǒng)。

一 平臺概述

新型礦井水文動態(tài)監(jiān)測遠程預警平臺主要功能是集團公司或政府管理部門，對下屬煤礦企業(yè)進行水文監(jiān)測系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)匯總，將各礦采集數(shù)據(jù)進行上傳至總站。該平臺是一個集接收、匯總、統(tǒng)計、分析、預警于一體的系統(tǒng),同時具有動態(tài)實時監(jiān)測、報警數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、日志查詢、曲線分析、時段統(tǒng)計、測點管理等一系列功能,操作界面具有良好的交互性。經(jīng)研究與測試得知,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,操作方便,準確性較高,實時監(jiān)測功能不僅減少了安全工作人員的工作量,同時減免了許多礦井下方水事故的發(fā)生,從而有效確保煤礦的安全生產(chǎn)。平臺可以應用在煤礦，分公司，集團總部三層機構(gòu)。

二 平臺架構(gòu)

本平臺模塊之間的關聯(lián)如下，底層為各礦采集設備負責上傳數(shù)據(jù)到各礦的采集端，采集端的數(shù)據(jù)匯總到集團總部數(shù)據(jù)庫，同時一些關鍵性信息，有總部進行統(tǒng)一編碼管理、用戶權(quán)限設置等等。

三 平臺技術特色及優(yōu)勢

下屬礦井建立水文監(jiān)測預警系統(tǒng)，主要監(jiān)測范圍：

? 井上觀測

1．氣象觀測：包括降水量、氣溫、氣壓、相對濕度、風向、風速

2．地面水文孔水位水溫觀測

3. 排水管道、溝、渠、河流流量監(jiān)測；

4. 礦區(qū)水質(zhì)監(jiān)測。

? 井下觀測

1. 承壓水水壓變化動態(tài)

2. 地下水水位水溫變化動態(tài)

3. 與奧灰水隔水層的受力狀態(tài)

4. 陷落柱的導水狀態(tài)

5. 水倉水位變化狀態(tài)

6. 排水管道流量動態(tài)

7. 老空區(qū)的涌水量

8. 老空區(qū)的積水水位

9. 采區(qū)范圍內(nèi)主要出水點的涌水量動態(tài)變化

10. 不同巖層水質(zhì)（水溫、PH值、渾濁度、電導率以及各離子含量）情況

3.1多種通信技術的融合應用

1．RS845通信技術：井下分站、分機通信采用RS485，無中繼距離可達2km，可中繼無限延長，且拓撲結(jié)構(gòu)不限于總線式。

2. CAN通信技術：井下分站之間、分站至地面采用雙絞通信電纜，距離可達5km。

3. 以太網(wǎng)通信技術：礦井上下通信可采用光纖介質(zhì)實現(xiàn)網(wǎng)絡通信，距離可達30km。

4. 無線通信技術：井上氣象站、遙測儀通信可采用GSM/GPRS/物聯(lián)網(wǎng)等無線通信方式，在全國范圍內(nèi)有手機信號的地方無距離限制，可按流量或短消息條數(shù)計費；可采用免費信道的Lora擴頻方式、數(shù)字電臺方式，距離可達3km。無通信費用。開創(chuàng)性的實現(xiàn)了免費的礦區(qū)/野外無線遠距通信和付費的移動通信兼容。

5. 北斗通信技術：開創(chuàng)使用北斗技術，公司目前已建立了北斗終端，可在全國范圍內(nèi)的通信盲區(qū)使用，或為需求客戶提供解決方案。

四 成功案例

同煤集團下屬各礦井配備了礦井水文動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng)，其集團總部建立了礦井水文監(jiān)測遠程預警平臺、相關人員配備了手機APP、真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時上傳、做到了掌握礦區(qū)各礦水系之間的水力聯(lián)系和水文動態(tài)變化規(guī)律，及早發(fā)現(xiàn)水害險情、防止重大水害的發(fā)生，對減少人員傷亡和財產(chǎn)損失起著重大的作用。

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