矿井重大水灾事故时有发生,常造成重大财产损失和大量的人员伤亡。目前,行业内在煤矿突水静态评价方面的研究较为成熟,但在突水动态监测预警方面仍存在不足,如监测手段单一分散、水害监测点空间覆盖不全、智能化预警水平不高等问题,与智能矿山水害监测预警准确性、有效性、实用性等方面的要求仍然存在较大差距。中煤科工集团重庆研究院有限公司针对矿井地表水、顶板水、底板水、老空水等主要水害,根据国家《煤矿防治水细则》《煤矿智能化建设指南(2021 年版)》《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》《煤矿水害防治感知数据接入细则(试行)》等文件要求,围绕矿井主要水害和充水因素,研发出KJ420 水害精准监测及智能预警系统(简称预警系统)。预警系统采用“云、边、端”架构(图1),由感知层、传输层、数据处理层组成,形成了感知、处理、预警的一体化水害预警系统。预警系统的硬件部分研究内容主要有:遥测分站、传输系统(无线或有线方式)、水文监测主机和传感器等。预警系统可以通过传感器和遥测分站在地面或井下采集到各种水文实时数据,使用GSM网或工业控制网,按照设计的通信协议,将各观测点的水文数据传输、处理并存储到水文信息数据库中。预警系统的软件部分研究内容主要有:水文数据的实时采集与组织、数据库建立、水文数据分析处理、数据发布以及智能预警功能的实现。
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