矿井水文自动监测系统的研究与应用

　　项目简介：

　　(项目所属科学技术领域、主要内容、重点及应用推广情况)

　　《矿井水文自动监测系统技术的安装与应用》项目属于煤矿防治水领域研究范属。

　　朝川矿一井，属斜井多水平分区式开拓，主要开采己16-17煤层，根据勘探工程、三维地震勘探资料、矿井地质报告、瞬变电磁及朝川矿区己组煤底部灰岩岩落水分布规律研究与治理及二水平揭露等已掌握资料分析，区内大中型构造较多，地质及水文条件复杂，煤层顶板砂岩水及底部灰岩岩溶水对采掘生产影响较大，特别是底部灰岩岩溶水。由于长期受底板灰岩承压水影响，工作面向下布置困难。目前一井二水平东翼泄水巷、-300东、西翼泄水巷、-390东、西翼泄水巷正在探水、泄水阶段，及时掌握这些地点的水位、水压的变化，对于下一步的探水、泄水工作显得尤为重要。

　　针对朝川矿一井水文地质条件复杂，随着一井开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，煤层开采受石炭系和寒武系灰岩岩溶承压水的威胁程度越来越严重;传统的水文监测方法一般由人工定期对所选定观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。 既浪费人力、物力,也浪费财力,已不能适应时代的发展、并且一井井下各水文观测点又比较分散等情况。经矿、井领导及有关技术部门详细研究与分析后，分别在二水平东翼泄水巷及二水平大巷、己一采区轨道下山等水文监测地点布置了一套基于光纤传输的矿井水文监测及其分析系统。该系统利用先进的传感器技术、光纤传输技术,采集地下水的水温、水位、水压、明渠流量等信息,利用无线传输技术采集水文观测孔的水温、水位、水压信息,并对采集到的数据传输至地面计算机后，进行处理分析,及时有效地为煤矿安全生产提供了预警机制。该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。应用该系统可以及时掌握地下水的变化情况,为煤矿的安全生产提供保障，具有重要意义。

　　(项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况)

　　煤炭行业是诸多能源行业中的高危行业,其开采受到很多条件的限制,各种灾害经常发生,其中水灾一直威胁着煤矿的安全生产,所以对地下水文信息的监测是煤矿安全生产中必不可少的内容。 朝川矿一井水文地质条件复杂，煤层开采受石炭系和寒武系灰岩岩溶承压水的威胁，随着一井开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，矿井受水害威胁的程度越来越严重。传统的水文监测方法一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。 既浪费人力、物力,也浪费财力,已不能适应时代的发展。针对传统的水文监测方法中存在的问题,朝川矿一井根据井下各水文观测地点分散等情况，一井分别在二水平东翼泄水巷、二水平大巷、-300东、西翼泄水巷、-390东、西翼泄水巷等各水文监测地点设计布置了一套基于光纤传输的矿井水文监测及其分析系统。该系统利用先进的传感器技术、光纤传输技术,采集地下水的水温、水位、水压、明渠流量等信息,利用无线传输技术采集水文观测孔的水温、水位、水压信息,并对采集到的数据传输至地面后，利用计算机系统进行处理分析。及时为煤矿安全生产提供了预警机制。该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。应用该系统可以及时掌握地下水的变化情况,为煤矿的安全生产提供保障，具有重要意义。

　　(限500个汉字)

　　二、详细内容及推荐理由

　　1、立项背景(相关科学技术状况及其存在问题，立项原因及推荐理由)

　　朝川矿一井，地质及水文地质条件复杂，煤层顶板砂岩水及底部灰岩岩溶水对采掘生产影响较大，特别是底部灰岩岩溶水。由于长期受底板灰岩承压水影响，工作面向下布置困难。目前一井二水平东翼泄水巷、-300东、西翼泄水巷、-390东、西翼泄水巷正在探水、泄水阶段，及时掌握这些地点的水位、水压的变化，对于下一步的探水、泄水工作显得尤为重要。

　　针对朝川矿一井水文地质条件复杂，随着一井开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，煤层开采受石炭系和寒武系灰岩岩溶承压水的威胁程度越来越严重;传统的水文监测方法一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。 既浪费人力、物力,也浪费财力,已不能适应时代的发展、并且一井井下各水文观测点又比较分散随着一井开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，矿井受水害威胁的程度越来越严重。而目前，矿井一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时水位和涌水量，不利于分析涌水点的水位和涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。 既浪费人力、物力,也浪费财力,已不能适应时代的发展、并且一井井下各水文观测点又比较分散等情况。针对目前矿井水文安全监测系统的现状及存在的问题。综合各方面因素考虑后，采用矿井水文安全自动监测系统，该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，通过使用该系统后能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。对保障煤矿的安全、正常生产具有重要意义。

　　(限500个汉字)

　　2、详细科学技术内容(技术原理、关键、技术方案和主要指标)

　　矿井水文监测系统是对水压(水位)进行自动测量和记录的自动化监测系统。它利用计算机技术、通讯技术、传感器技术解决矿井水害防治问题，是多学科领域与水文科学相结合的产物。

　　系统可监测水压(水位)和水温等有关水文参数，改变了传统系统只能对地下水位进行监测的历史;采用软件自复位和硬件看门狗技术，系统在无人值守的情况下能够自动、可靠地运行;系统设计实现了多参数水文动态监测智能预警系统软件，该软件对于采集的水文信息采用多种方法以表格、曲线、报表、图形等方式实现数字的动态显示和可视化输出，并可进行相应的编辑、打印等操作，方便了用户的直观查询和使用。

　　该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。对保障煤矿的安全、正常生产具有重要意义。

　　(纸面不敷，可另增页)

　　3、该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

　　(包括存在问题及改进措施)

　　该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。

　　此项技术填补了我矿水文监测自动化领域的空白。

　　(限600个汉字)

　　4、创新点

　　该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。既节省了人力、有准确可靠，大大提高了矿井防治水系统的安全性。

　　(限600个汉字)

　　5、保密要点

　　(限30个汉字)