礦井水文自動監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

礦井水文自動監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用朝川礦一井，屬斜井多水平分區(qū)式開拓，主要開采己16-17煤層，依據(jù)勘探工程、三維地震勘探資料、礦井地質(zhì)報告、瞬變電磁及朝川礦區(qū)己組煤底部灰?guī)r巖落水分布規(guī)律討論與治理及二水平揭露等已把握資料分析，區(qū)內(nèi)大中型構(gòu)造較多，地質(zhì)及水文條件簡單，煤層頂板砂巖水及底部灰?guī)r巖溶水對采掘生產(chǎn)影響較大，特殊是底部灰?guī)r巖溶水。由于長期受底板灰?guī)r承壓水影響，工作面對下布置困難。目前一井二水平東翼泄水巷、-300東、西翼泄水巷、-390東、西翼泄水巷正在探水、泄水階段，準(zhǔn)時把握這些地點(diǎn)的水位、水壓的變化，對于下一步的探水、泄水工作顯得尤為重要。針對朝川礦一井水文地質(zhì)條件簡單，隨著一井開采深度的不斷增加及井田范圍的不斷擴(kuò)大，煤層開采受石炭系和寒武系灰?guī)r巖溶承壓水的威逼程度越來越嚴(yán)峻;傳統(tǒng)的水文監(jiān)測方法一般由人工定期對所選定觀測點(diǎn)逐點(diǎn)測量，難以獲得各測點(diǎn)的同時涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的涌水狀況，特殊是有突水發(fā)生時，不能準(zhǔn)時發(fā)覺。既鋪張人力、物力,也鋪張財力,已不能適應(yīng)時代的進(jìn)展、并且一井井下各水文觀測點(diǎn)又比較分散等狀況。經(jīng)礦、井領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)技術(shù)部門具體討論與分析后，分別在二水平東翼泄水巷及二水平大巷、己一采區(qū)軌道下山等水文監(jiān)測地點(diǎn)布置了一套基于光纖傳輸?shù)牡V井水文監(jiān)測及其分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、光纖傳輸技術(shù),采集地下水的水溫、水位、水壓、明渠流量等信息,利用無線傳輸技術(shù)采集水文觀測孔的水溫、水位、水壓信息,并對采集到的數(shù)據(jù)傳輸至地面計算機(jī)后，進(jìn)行處理分析,準(zhǔn)時有效地為煤礦平安生產(chǎn)供應(yīng)了預(yù)警機(jī)制。該系統(tǒng)集水文數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享、水害預(yù)警、幫助決策于一體，采納現(xiàn)代化監(jiān)測手段對地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠準(zhǔn)時把握水文動態(tài)，達(dá)到對水害事故的早發(fā)覺、早預(yù)報、早防治等效果。應(yīng)用該系統(tǒng)可以準(zhǔn)時把握地下水的變化狀況,為煤礦的平安生產(chǎn)供應(yīng)保障，具有重要意義。(項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用推廣狀況)煤炭行業(yè)是諸多能源行業(yè)中的高危行業(yè),其開采受到許多條件的限制,各種災(zāi)難常常發(fā)生,其中水災(zāi)始終威逼著煤礦的平安生產(chǎn),所以對地下水文信息的監(jiān)測是煤礦平安生產(chǎn)中必不行少的內(nèi)容。朝川礦一井水文地質(zhì)條件簡單，煤層開采受石炭系和寒武系灰?guī)r巖溶承壓水的威逼，隨著一井開采深度的不斷增加及井田范圍的不斷擴(kuò)大，礦井受水害威逼的程度越來越嚴(yán)峻。傳統(tǒng)的水文監(jiān)測方法一般由人工定期對所選定的觀測點(diǎn)逐點(diǎn)測量，難以獲得各測點(diǎn)的同時涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的涌水狀況，特殊是有突水發(fā)生時，不能準(zhǔn)時發(fā)覺。既鋪張人力、物力,也鋪張財力,已不能適應(yīng)時代的進(jìn)展。針對傳統(tǒng)的水文監(jiān)測方法中存在的問題,朝川礦一井依據(jù)井下各水文觀測地點(diǎn)分散等狀況，一井分別在二水平東翼泄水巷、二水平大巷、-300東、西翼泄水巷、-390東、西翼泄水巷等各水文監(jiān)測地點(diǎn)設(shè)計布置了一套基于光纖傳輸?shù)牡V井水文監(jiān)測及其分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、光纖傳輸技術(shù),采集地下水的水溫、水位、水壓、明渠流量等信息,利用無線傳輸技術(shù)采集水文觀測孔的水溫、水位、水壓信息,并對采集到的數(shù)據(jù)傳輸至地面后，利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理分析。準(zhǔn)時為煤礦平安生產(chǎn)供應(yīng)了預(yù)警機(jī)制。該系統(tǒng)集水文數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享、水害預(yù)警、幫助決策于一體，采納現(xiàn)代化監(jiān)測手段對地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠準(zhǔn)時把握水文動態(tài)，達(dá)到對水害事故的早發(fā)覺、早預(yù)報、早防治等效果。應(yīng)用該系統(tǒng)可以準(zhǔn)時把握地下水的變化狀況,為煤礦的平安生產(chǎn)供應(yīng)保障，具有重要意義。(限500個漢字)二、具體內(nèi)容及推舉理由1、立項(xiàng)背景(相關(guān)科學(xué)技術(shù)狀況及其存在問題，立項(xiàng)緣由及推舉理由)朝川礦一井，地質(zhì)及水文地質(zhì)條件簡單，煤層頂板砂巖水及底部灰?guī)r巖溶水對采掘生產(chǎn)影響較大，特殊是底部灰?guī)r巖溶水。由于長期受底板灰?guī)r承壓水影響，工作面對下布置困難。目前一井二水平東翼泄水巷、-300東、西翼泄水巷、-390東、西翼泄水巷正在探水、泄水階段，準(zhǔn)時把握這些地點(diǎn)的水位、水壓的變化，對于下一步的探水、泄水工作顯得尤為重要。針對朝川礦一井水文地質(zhì)條件簡單，隨著一井開采深度的不斷增加及井田范圍的不斷擴(kuò)大，煤層開采受石炭系和寒武系灰?guī)r巖溶承壓水的威逼程度越來越嚴(yán)峻;傳統(tǒng)的水文監(jiān)測方法一般由人工定期對所選定的觀測點(diǎn)逐點(diǎn)測量，難以獲得各測點(diǎn)的同時涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的涌水狀況，特殊是有突水發(fā)生時，不能準(zhǔn)時發(fā)覺。既鋪張人力、物力,也鋪張財力,已不能適應(yīng)時代的進(jìn)展、并且一井井下各水文觀測點(diǎn)又比較分散隨著一井開采深度的不斷增加及井田范圍的不斷擴(kuò)大，礦井受水害威逼的程度越來越嚴(yán)峻。而目前，礦井一般由人工定期對所選定的觀測點(diǎn)逐點(diǎn)測量，難以獲得各測點(diǎn)的同時水位和涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的水位和涌水狀況，特殊是有突水發(fā)生時，不能準(zhǔn)時發(fā)覺。既鋪張人力、物力,也鋪張財力,已不能適應(yīng)時代的進(jìn)展、并且一井井下各水文觀測點(diǎn)又比較分散等狀況。針對目前礦井水文平安監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問題。綜合各方面因素考慮后，采納礦井水文平安自動監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)集水文數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享、水害預(yù)警、幫助決策于一體，采納現(xiàn)代化監(jiān)測手段對地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過使用該系統(tǒng)后能夠準(zhǔn)時把握水文動態(tài)，達(dá)到對水害事故的早發(fā)覺、早預(yù)報、早防治等效果。對保障煤礦的平安、正常生產(chǎn)具有重要意義。(限500個漢字)2、具體科學(xué)技術(shù)內(nèi)容(技術(shù)原理、關(guān)鍵、技術(shù)方案和主要指標(biāo))礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)是對水壓(水位)進(jìn)行自動測量和記錄的自動化監(jiān)測系統(tǒng)。它利用計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)解決礦井水害防治問題，是多學(xué)科領(lǐng)域與水文科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。系統(tǒng)可監(jiān)測水壓(水位)和水溫等有關(guān)水文參數(shù)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)系統(tǒng)只能對地下水位進(jìn)行監(jiān)測的歷史;采納軟件自復(fù)位和硬件看門狗技術(shù)，系統(tǒng)在無人值守的狀況下能夠自動、牢靠地運(yùn)行;系統(tǒng)設(shè)計實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)水文動態(tài)監(jiān)測智能預(yù)警系統(tǒng)軟件，該軟件對于采集的水文信息采納多種方法以表格、曲線、報表、圖形等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字的動態(tài)顯示和可視化輸出，并可進(jìn)行相應(yīng)的編輯、打印等操作，便利了用戶的直觀查詢和使用。該系統(tǒng)集水文數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享、水害預(yù)警、幫助決策于一體，采納現(xiàn)代化監(jiān)測手段對地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠準(zhǔn)時把握水文動態(tài)，達(dá)到對水害事故的早發(fā)覺、早預(yù)報、早防治等效果。對保障煤礦的平安、正常生產(chǎn)具有重要意義。(紙面不敷，可另增頁)3、該項(xiàng)目與當(dāng)前國內(nèi)外同類討論、同類技術(shù)的綜合比較(包括存在問題及改進(jìn)措施)該系統(tǒng)集水文數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享、水害預(yù)警、幫助決策于一體，采納現(xiàn)代化監(jiān)測手段對地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠準(zhǔn)時把握水文動態(tài)，達(dá)到對水害事故的早發(fā)覺、早預(yù)報、早防治等效果。此項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了我礦水文監(jiān)測自動化領(lǐng)域的空白。(限600個漢字)4、創(chuàng)