礦井水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)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，根據(jù)勘探工程、三維地震勘探資料、礦井地質(zhì)報(bào)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)律研究與治理及二水平揭露等已掌握資料分析，區(qū)內(nèi)大中型構(gòu)造較多，地質(zhì)及水文條件復(fù)雜，煤層頂板砂巖水及底部灰?guī)r巖溶水對(duì)采掘生產(chǎn)影響較大，特別是底部灰?guī)r巖溶水。由于長(zhǎng)期受底板灰?guī)r承壓水影響，工作面向下布置困難。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，及時(shí)掌握這些地點(diǎn)的水位、水壓的變化，對(duì)于下一步的探水、泄水工作顯得尤為重要。

針對(duì)朝川礦一井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，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巖溶承壓水的威脅程度越來(lái)越嚴(yán)重;傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)方法一般由人工定期對(duì)所選定觀測(cè)點(diǎn)逐點(diǎn)測(cè)量，難以獲得各測(cè)點(diǎn)的同時(shí)涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的涌水情況，特別是有突水發(fā)生時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 既浪費(fèi)人力、物力,也浪費(fèi)財(cái)力,已不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展、并且一井井下各水文觀測(cè)點(diǎn)又比較分散等情況。經(jīng)礦、井領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)技術(shù)部門詳細(xì)研究與分析后，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(cè)地點(diǎn)布置了一套基于光纖傳輸?shù)牡V井水文監(jiān)測(cè)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(wú)線傳輸技術(shù)采集水文觀測(cè)孔的水溫、水位、水壓信息,并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)傳輸至地面計(jì)算機(jī)后，進(jìn)行處理分析,及時(shí)有效地為煤礦安全生產(chǎn)提供了預(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、輔助決策于一體，采用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段對(duì)地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)掌握水文動(dòng)態(tài)，達(dá)到對(duì)水害事故的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早防治等效果。應(yīng)用該系統(tǒng)可以及時(shí)掌握地下水的變化情況,為煤礦的安全生產(chǎn)提供保障，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)用推廣情況)

煤炭行業(yè)是諸多能源行業(yè)中的高危行業(yè),其開采受到很多條件的限制,各種災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生,其中水災(zāi)一直威脅著煤礦的安全生產(chǎn),所以對(duì)地下水文信息的監(jiān)測(cè)是煤礦安全生產(chǎn)中必不可少的內(nèi)容。 朝川礦一井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層開采受石炭系和寒武系灰?guī)r巖溶承壓水的威脅，隨著一井開采深度的不斷增加及井田范圍的不斷擴(kuò)大，礦井受水害威脅的程度越來(lái)越嚴(yán)重。傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)方法一般由人工定期對(duì)所選定的觀測(cè)點(diǎn)逐點(diǎn)測(cè)量，難以獲得各測(cè)點(diǎn)的同時(shí)涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的涌水情況，特別是有突水發(fā)生時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 既浪費(fèi)人力、物力,也浪費(fèi)財(cái)力,已不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)方法中存在的問(wèn)題,朝川礦一井根據(jù)井下各水文觀測(cè)地點(diǎn)分散等情況，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(cè)地點(diǎn)設(shè)計(jì)布置了一套基于光纖傳輸?shù)牡V井水文監(jiān)測(cè)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(wú)線傳輸技術(shù)采集水文觀測(cè)孔的水溫、水位、水壓信息,并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)傳輸至地面后，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理分析。及時(shí)為煤礦安全生產(chǎn)提供了預(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、輔助決策于一體，采用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段對(duì)地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)掌握水文動(dòng)態(tài)，達(dá)到對(duì)水害事故的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早防治等效果。應(yīng)用該系統(tǒng)可以及時(shí)掌握地下水的變化情況,為煤礦的安全生產(chǎn)提供保障，具有重要意義。

(限500個(gè)漢字)

二、詳細(xì)內(nèi)容及推薦理由

1、立項(xiàng)背景(相關(guān)科學(xué)技術(shù)狀況及其存在問(wèn)題，立項(xiàng)原因及推薦理由)

朝川礦一井，地質(zhì)及水文地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層頂板砂巖水及底部灰?guī)r巖溶水對(duì)采掘生產(chǎn)影響較大，特別是底部灰?guī)r巖溶水。由于長(zhǎng)期受底板灰?guī)r承壓水影響，工作面向下布置困難。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，及時(shí)掌握這些地點(diǎn)的水位、水壓的變化，對(duì)于下一步的探水、泄水工作顯得尤為重要。

針對(duì)朝川礦一井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，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巖溶承壓水的威脅程度越來(lái)越嚴(yán)重;傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)方法一般由人工定期對(duì)所選定的觀測(cè)點(diǎn)逐點(diǎn)測(cè)量，難以獲得各測(cè)點(diǎn)的同時(shí)涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的涌水情況，特別是有突水發(fā)生時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 既浪費(fèi)人力、物力,也浪費(fèi)財(cái)力,已不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展、并且一井井下各水文觀測(cè)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，礦井受水害威脅的程度越來(lái)越嚴(yán)重。而目前，礦井一般由人工定期對(duì)所選定的觀測(cè)點(diǎn)逐點(diǎn)測(cè)量，難以獲得各測(cè)點(diǎn)的同時(shí)水位和涌水量，不利于分析涌水點(diǎn)的水位和涌水情況，特別是有突水發(fā)生時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 既浪費(fèi)人力、物力,也浪費(fèi)財(cái)力,已不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展、并且一井井下各水文觀測(cè)點(diǎn)又比較分散等情況。針對(duì)目前礦井水文安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題。綜合各方面因素考慮后，采用礦井水文安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)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、輔助決策于一體，采用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段對(duì)地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)使用該系統(tǒng)后能夠及時(shí)掌握水文動(dòng)態(tài)，達(dá)到對(duì)水害事故的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早防治等效果。對(duì)保障煤礦的安全、正常生產(chǎn)具有重要意義。

(限500個(gè)漢字)

2、詳細(xì)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(cè)系統(tǒng)是對(duì)水壓(水位)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量和記錄的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它利用計(jì)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(wèn)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(cè)水壓(水位)和水溫等有關(guān)水文參數(shù)，改變了傳統(tǒng)系統(tǒng)只能對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)的歷史;采用軟件自復(fù)位和硬件看門狗技術(shù)，系統(tǒng)在無(wú)人值守的情況下能夠自動(dòng)、可靠地運(yùn)行;系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)水文動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)智能預(yù)警系統(tǒng)軟件，該軟件對(duì)于采集的水文信息采用多種方法以表格、曲線、報(bào)表、圖形等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字的動(dòng)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，方便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、輔助決策于一體，采用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段對(duì)地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)掌握水文動(dòng)態(tài)，達(dá)到對(duì)水害事故的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早防治等效果。對(duì)保障煤礦的安全、正常生產(chǎn)具有重要意義。

(紙面不敷，可另增頁(yè))

3、該項(xiàng)目與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較

(包括存在問(wèn)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、輔助決策于一體，采用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段對(duì)地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)掌握水文動(dòng)態(tài)，達(dá)到對(duì)水害事故的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早防治等效果。

此項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了我礦水文監(jiān)測(cè)自動(dòng)化領(lǐng)域的空白。

(限600個(gè)漢字)

4、創(chuàng)新點(diǎn)

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、輔助決策于一體，采用現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段對(duì)地下水的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)掌握水文動(dòng)態(tài)，達(dá)到對(duì)水害事故的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早防治等效果。既節(jié)省了人力、有準(zhǔn)確可靠，大大提高了礦井防治水系統(tǒng)的安全性。

(限600個(gè)漢字)

5、保密要點(diǎn)