煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)

閆長(zhǎng)軍

（中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)研究院有限公司 遼寧省撫順市 113122）

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速蓬勃發(fā)展，不同領(lǐng)域正在積極創(chuàng)新信息化，尤為突出的是煤礦行業(yè)。而針對(duì)煤礦井下重大危險(xiǎn)源實(shí)施高效監(jiān)測(cè)與預(yù)警，能夠最大程度地減少技術(shù)員人身與財(cái)產(chǎn)損害，及其瓦斯與爆炸產(chǎn)生概率。因此，有必要高度重視煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)踐意義所在，通過(guò)創(chuàng)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)格化與預(yù)警體系，搭建信息收集和處置體系等不同方面著手，全方位的闡述了煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)的規(guī)劃實(shí)施方案。

1 煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警體系的必要性

現(xiàn)如今，絕大多數(shù)煤礦企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到煤礦井下安全生產(chǎn)的必要性，并且針對(duì)井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)已付諸實(shí)際行動(dòng)，更有助于煤礦管理層可以高效探尋出煤礦意外事件形成的主要原因。從煤礦井下環(huán)境角度分析，其極為繁雜，且摻雜著潮濕、巷道蜿蜒、狹小空間、瓦斯與煤塵等，并且礦井下設(shè)置了禁止活動(dòng)區(qū)域。上述原因?qū)τ诿旱V安全產(chǎn)生了潛在風(fēng)險(xiǎn)。隨著煤礦井下監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)的投入使用，利用科技手段有效針對(duì)重大危險(xiǎn)源的規(guī)律及其特性深入的剖析，且對(duì)于搜集的海量信息實(shí)施全面梳理。最終盡最大努力地降低人身與財(cái)產(chǎn)損害，及其更好的規(guī)避潛在危險(xiǎn)，確保礦井挖掘工作的順利完成。另外，礦井預(yù)警系統(tǒng)具備較好的可預(yù)判性，其可針對(duì)重大危險(xiǎn)源狀況實(shí)施解析，且給予未來(lái)預(yù)判發(fā)展趨向，幫助管理層提供高效的參考信息。同時(shí)預(yù)警系統(tǒng)可隨時(shí)隨地地做出預(yù)判，針對(duì)危險(xiǎn)源狀況給予即時(shí)性評(píng)判，一旦觸發(fā)危險(xiǎn)警告條件后，隨即發(fā)出對(duì)應(yīng)的預(yù)警提示。并且可有效甄別系統(tǒng)中存在的偏差信息與繁雜冗余信息，確保預(yù)警提示精準(zhǔn)無(wú)偏差，更有助于展開預(yù)防措施，同時(shí)確保相關(guān)數(shù)據(jù)的完整性，且能夠?qū)⑽ｋU(xiǎn)源四周環(huán)境溫度等信息實(shí)施處置與存儲(chǔ)，為今后管理層全面解析危險(xiǎn)源提供數(shù)據(jù)支持。

2 煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警體系的出現(xiàn)的不足之處

（1）煤礦井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能單調(diào)，數(shù)據(jù)格式雜亂，不同監(jiān)測(cè)體系無(wú)關(guān)聯(lián)性，針對(duì)有關(guān)故障與原因分析不可創(chuàng)建分享模式，操控繁雜，且預(yù)測(cè)平穩(wěn)性不理想。

（2）無(wú)法創(chuàng)建不同專業(yè)與學(xué)科集中的礦井重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)。尤其針對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)施捕捉的大批量信息欠缺快速處置。

（3）相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)象僅限于煤礦管理層，嚴(yán)重滯后的數(shù)據(jù)管理形式，導(dǎo)致實(shí)際操控者無(wú)法及時(shí)高效獲取數(shù)據(jù)。

（4）無(wú)法針對(duì)煤礦井下重大危險(xiǎn)源潛在風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施分類管理，為此我們需要盡快形成相關(guān)評(píng)價(jià)體系，以體系為重要依據(jù)展開對(duì)重大危險(xiǎn)源的深入判斷。

（5）在面對(duì)重大危險(xiǎn)源時(shí)，處理效果比較差，不能達(dá)到實(shí)時(shí)性，不能做到在線監(jiān)測(cè)。比如：及時(shí)辨別與解析危險(xiǎn)源，進(jìn)一步達(dá)成數(shù)據(jù)的高速傳送與回饋機(jī)制。

（6）對(duì)重大危險(xiǎn)源的監(jiān)測(cè)、預(yù)警等內(nèi)容進(jìn)行深入探索，提高探究的全面性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跟二維專用GIS 信息分配與動(dòng)態(tài)及時(shí)更新。

3 煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所處狀態(tài)分析

將煤礦井下安全管理體系按照不一樣危險(xiǎn)源，詳細(xì)劃分為瓦斯、礦壓與頂板、煤塵、水與火重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警體系。接下來(lái)對(duì)應(yīng)子系統(tǒng)闡述如下：

3.1 瓦斯重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警子系統(tǒng)

從目前國(guó)內(nèi)預(yù)警技術(shù)角度來(lái)分析，瓦斯預(yù)警體系已越發(fā)成熟，不同專家學(xué)者紛紛在該領(lǐng)域展開了相關(guān)研究并取得了豐富的研究成果。在眾多研究成果中，瓦斯爆炸危險(xiǎn)源預(yù)警系統(tǒng)，這一系統(tǒng)中用到的算法較多，對(duì)涉及到的算法加以總結(jié)，用到的關(guān)鍵算法大致有三種，分別是粗糙集約簡(jiǎn)算法、FCM 聚類算法與RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在這幾種算法中，第一種以及第三種算法能夠做到相互融合，進(jìn)而可以大大減弱相關(guān)因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的干擾性，利用第二種算法，可以進(jìn)行離散化處置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的監(jiān)測(cè)。而RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元素為危險(xiǎn)等級(jí)類型，借助回歸解析方式進(jìn)而創(chuàng)建了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)模型。

3.2 礦壓和頂板重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警子系統(tǒng)

基于國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀加以分析，針對(duì)不同挖掘狀況下頂板動(dòng)態(tài)多元數(shù)據(jù)實(shí)施關(guān)聯(lián)性解析，產(chǎn)生一系列頂板監(jiān)測(cè)體系，進(jìn)一步提升了頂板監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性與實(shí)時(shí)性，高效預(yù)防了礦井下頂板意外事件的發(fā)生率。例如：某煤礦企業(yè)引入了創(chuàng)新的煤礦微震監(jiān)測(cè)體系，利用及時(shí)解析震源位置及其震級(jí)等級(jí)區(qū)分極易產(chǎn)生坍塌、頂板下沉等危險(xiǎn)信號(hào)，隨后解析沖擊前兆微震信號(hào)頻率特性來(lái)判斷沖擊壓的危險(xiǎn)等級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防頂板坍塌的目標(biāo)。

3.3 煤塵重大危險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及其預(yù)警子系統(tǒng)

如何有效推斷礦井下煤塵濃度大小，知名學(xué)者專門探究了按照氣體濾波光聲技術(shù)與光散射基本原理，采取有效措施復(fù)合檢測(cè)礦井下氣體含量中CH4 與煤塵品質(zhì)濃度。隨后專業(yè)技術(shù)從業(yè)人員提供了煤礦粉塵在線監(jiān)測(cè)及關(guān)聯(lián)噴霧降塵體系，創(chuàng)建了煤塵及時(shí)監(jiān)測(cè)、噴霧聯(lián)動(dòng)、超標(biāo)預(yù)警提示、遠(yuǎn)程監(jiān)控等各種功能特殊性。緊接著解析了煤塵與濕度針對(duì)紅外瓦斯傳感器的干擾，參照特定范疇內(nèi)出現(xiàn)的線性規(guī)律結(jié)果，最終決定采取何種策略來(lái)減少對(duì)傳感器干擾。

3.4 水重大危險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及其預(yù)警子系統(tǒng)

預(yù)測(cè)突水量是提升煤礦井下系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的前提條件。全方位依據(jù)LabVIEW 的礦井水突監(jiān)控體系，把灰色體系理論與BP 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方式相融合，針對(duì)礦井下突水量走勢(shì)利用灰色模型來(lái)實(shí)施預(yù)估監(jiān)測(cè)，隨后借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)針對(duì)殘差模型實(shí)施修改，緊接著利用遺傳算法針對(duì)組合模型實(shí)施改進(jìn)，最終化解局部的相關(guān)故障。

3.5 火重大危險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及其預(yù)警子系統(tǒng)

在煤礦井下重要防火監(jiān)測(cè)方式為束管監(jiān)測(cè)體系，然而，監(jiān)測(cè)采空區(qū)出現(xiàn)火情利用此方式更有助于減輕火災(zāi)情況。然而，在礦井下各種救災(zāi)風(fēng)門及自動(dòng)風(fēng)門方位定奪可借助皮帶防火抗災(zāi)體系，其在地表控制平臺(tái)執(zhí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)風(fēng)門貫徹執(zhí)行運(yùn)行下，況且操作風(fēng)門的啟閉按鈕及記錄移動(dòng)信號(hào)源，一旦觸發(fā)則提示警報(bào)。此外，火災(zāi)三維可視化仿真模型，可實(shí)時(shí)生動(dòng)地模擬礦井下火災(zāi)場(chǎng)景發(fā)生情況?，F(xiàn)如今，在煤礦井下火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中分布式光纖線型感溫火災(zāi)探測(cè)技術(shù)已在實(shí)際中被廣泛投入使用。

4 煤礦井下重大危險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)創(chuàng)建分析

4.1 創(chuàng)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

組建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)踐中，需要注意考慮內(nèi)容的全面性，為此可以將突發(fā)事件網(wǎng)絡(luò)生存性、關(guān)聯(lián)性與網(wǎng)絡(luò)能量等納入考慮的范圍。創(chuàng)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)最大程度使操控技術(shù)員身處危險(xiǎn)源范圍的概率減少，與此同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)組建過(guò)程中，涉及到的技術(shù)較多，這些技術(shù)會(huì)基于信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被加以區(qū)分。網(wǎng)絡(luò)組建中會(huì)用到射頻識(shí)別技術(shù)，這種技術(shù)需要對(duì)特殊點(diǎn)執(zhí)行分配額，借助傳感器來(lái)匯集信號(hào)，之后借助有線傳輸方式，將匯集而來(lái)的信號(hào)進(jìn)行傳遞，使之到達(dá)數(shù)據(jù)集控中心。通過(guò)對(duì)礦井的相關(guān)調(diào)查可知，其周圍的環(huán)境較為復(fù)雜，地質(zhì)情況具有較為突出的差異性。對(duì)預(yù)警危險(xiǎn)源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善，使之能夠在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，盡可能避免出現(xiàn)漏判等問(wèn)題。不僅如此，傳統(tǒng)無(wú)線傳感和總線技術(shù)需要結(jié)合在一起，在確保不會(huì)因礦井挖掘運(yùn)輸工作而產(chǎn)生干擾的情況下，需針對(duì)網(wǎng)絡(luò)地域?qū)嵤o(wú)線與有線雙向設(shè)置。最終不光能在出現(xiàn)意外事件狀況下，保證網(wǎng)絡(luò)生存性與連通性，又可讓節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳送進(jìn)程中能量損耗極大降低。基于此，創(chuàng)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)不僅讓系統(tǒng)組網(wǎng)性與移動(dòng)性順利流暢，同時(shí)使無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可最大程度發(fā)揮功效，確保礦井下危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警信息強(qiáng)有力的傳送。

4.2 創(chuàng)建預(yù)警系統(tǒng)

4.2.1 創(chuàng)建危險(xiǎn)源信息庫(kù)

將不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯集到數(shù)據(jù)庫(kù)，例如：瓦斯標(biāo)準(zhǔn)、收尺進(jìn)尺、工作內(nèi)容、機(jī)電設(shè)施、掘進(jìn)與綜采工作面等，全方位地完成管控與填報(bào)。除此之外，對(duì)于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)也要收集到數(shù)據(jù)庫(kù)中，隨即把全部可使用的標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)、信息變動(dòng)量形態(tài)，依照相關(guān)規(guī)則進(jìn)行匯總整理，使其成為危險(xiǎn)源預(yù)警評(píng)價(jià)體系中的內(nèi)容。在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)踐中，一并把信息傳送至預(yù)警體系當(dāng)中，預(yù)警系統(tǒng)開始發(fā)揮作用，將信息與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，一旦有超出預(yù)警數(shù)值的信息發(fā)出實(shí)時(shí)警示。最終完成由發(fā)起、傳送、追蹤、執(zhí)行直至達(dá)成的閉環(huán)預(yù)警系統(tǒng)。

4.2.2 創(chuàng)建處置消息板塊

處置消息板塊集中參照整體系統(tǒng)相關(guān)配置，組織規(guī)劃預(yù)警數(shù)據(jù)，且發(fā)布、操控與調(diào)動(dòng)有關(guān)數(shù)據(jù)，緊接著借助射頻識(shí)別技術(shù)把預(yù)警系統(tǒng)和數(shù)據(jù)客戶端與短信平臺(tái)相關(guān)聯(lián)，致使三方能夠?qū)嵤┙粨Q，尤其在交換實(shí)踐中，不同部門與業(yè)務(wù)科室相互間達(dá)成了數(shù)據(jù)分享，進(jìn)一步提升了不同工種之間相互協(xié)作處置數(shù)據(jù)的技能，有效提高預(yù)警數(shù)據(jù)處置速率。

4.3 創(chuàng)建信息收集與處置系統(tǒng)

當(dāng)創(chuàng)建完成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與預(yù)警系統(tǒng)后，系統(tǒng)之中的傳感器節(jié)點(diǎn)則成了整體系統(tǒng)的終端，此終端傳感器節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)信息傳送、處置與收集等相關(guān)內(nèi)容。尤其在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐中，假設(shè)單獨(dú)從一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)針對(duì)有關(guān)信息實(shí)施收集與處置，則只會(huì)發(fā)生局部分析研判，且只可呈現(xiàn)出系統(tǒng)監(jiān)測(cè)作用，則無(wú)法順利完成預(yù)警功能?；诖?，在創(chuàng)建數(shù)據(jù)收集與處置系統(tǒng)實(shí)踐中：

（1）創(chuàng)建危險(xiǎn)源潛在風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)庫(kù)，把煤礦監(jiān)察條例、安全規(guī)定及其安全品質(zhì)指標(biāo)、操控規(guī)范格式化后規(guī)整到關(guān)聯(lián)庫(kù)當(dāng)中，致使傳感器全方位研判收集的信息，進(jìn)一步分辨出危險(xiǎn)源實(shí)施狀態(tài)。

（2）創(chuàng)建危險(xiǎn)源元素影響庫(kù)。此影響庫(kù)中需歸入不同原理示意圖與標(biāo)準(zhǔn)闡述，給予危險(xiǎn)源預(yù)警判別帶來(lái)參考價(jià)值。尤其在此實(shí)踐中，借助圖形、列表等方法針對(duì)煤礦井下機(jī)電設(shè)施、地質(zhì)架構(gòu)、頂板及其瓦斯等危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)實(shí)施收集，一旦出現(xiàn)收集的數(shù)據(jù)存在問(wèn)題，給予警告提示之后，隨即通過(guò)此系統(tǒng)來(lái)實(shí)施處置。借助數(shù)據(jù)評(píng)判、預(yù)測(cè)、選擇、過(guò)濾、壓縮、合并、核算等方式針對(duì)問(wèn)題信息實(shí)數(shù)處置，進(jìn)一步給管理層帶來(lái)精確的數(shù)據(jù)。

4.4 創(chuàng)建重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

4.4.1 礦井安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)研討地質(zhì)、災(zāi)害、管控、生產(chǎn)裝備、生產(chǎn)技術(shù)人員素養(yǎng)、環(huán)境狀況、危險(xiǎn)源等不相同元素構(gòu)成了礦井安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其產(chǎn)生突發(fā)事件必然關(guān)聯(lián)性為地質(zhì)與災(zāi)害及其危險(xiǎn)因素，歸屬于三類重點(diǎn)以及標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。對(duì)于關(guān)鍵的一級(jí)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，其可以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行再次劃分，舉個(gè)例子，地質(zhì)元素通過(guò)深入劃分，可以被分成多個(gè)因素，如結(jié)構(gòu)地質(zhì)、水文地質(zhì)等。

4.4.2 礦井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)警示分層級(jí)系統(tǒng)

礦井下重大危險(xiǎn)源等級(jí)體系被劃分成了辨別災(zāi)害、預(yù)測(cè)與預(yù)警基礎(chǔ)。相關(guān)部門對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了等級(jí)劃分，參照相關(guān)劃分標(biāo)準(zhǔn)，我們將對(duì)與煤礦井相關(guān)的多種特大危險(xiǎn)源進(jìn)行分級(jí)，按照災(zāi)害的嚴(yán)重程度對(duì)其進(jìn)行預(yù)警提示，以顏色為區(qū)分，共計(jì)分為四個(gè)等級(jí)，由重到輕顏色分別為紅、橙、黃、藍(lán)。即為：警報(bào)等級(jí)是4 級(jí)，且紅色代表警度，則警示他人災(zāi)害形成有極大可能性；警報(bào)等級(jí)是3 級(jí)，且橙色代表警度，則告知他人災(zāi)害形成存在可能性；留意等級(jí)是2 級(jí)，且黃色代表警度，則警示他人災(zāi)害形成中等會(huì)發(fā)生；提醒等級(jí)為1 級(jí)，且藍(lán)色代表警度，告知他人警情災(zāi)害不會(huì)形成。

5 礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警整體系統(tǒng)實(shí)踐操控

5.1 人體模型重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

不管何種危險(xiǎn)源造成干擾原因多種多樣，且互相間產(chǎn)生了錯(cuò)綜繁雜的關(guān)系，致使系統(tǒng)呈現(xiàn)出全方位、有效、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的特性，才能為化解信息孤島難題創(chuàng)建良好的綜合系統(tǒng)。其內(nèi)容如圖1 所展示。

圖1：煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)

通過(guò)上述系統(tǒng)牽涉到危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)具體包含了瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、礦壓頂板監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，不同系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)會(huì)指向數(shù)據(jù)庫(kù)、管控、調(diào)度系統(tǒng)等進(jìn)行及時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。

然而，智能礦山組建把不相同子系統(tǒng)連接信息化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成統(tǒng)一整體，且利用不同技術(shù)結(jié)合來(lái)處置大數(shù)據(jù)，逐漸組成能夠分享數(shù)據(jù)、透明可控制數(shù)字礦山?；诖?，借鑒人體模型重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，詳盡如圖2 所顯示內(nèi)容。

圖2：基于人體模型的重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)模型

第一層屬于感知層。這一層具有多個(gè)傳感器，系統(tǒng)會(huì)借助其傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集工作。感知層經(jīng)過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，且匯集成了傳感器、信息處置單元與通信單元節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)自組網(wǎng)模式組成。節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)傳送到路由器，隨后再通過(guò)綜合信息傳送至協(xié)調(diào)器，之后網(wǎng)關(guān)接收到本組網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，其等同于神經(jīng)元，可處置不同應(yīng)急狀況，整理不同數(shù)據(jù)。聯(lián)系人體結(jié)構(gòu)對(duì)第二層進(jìn)行理解，可以將其看做是人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層。這一層的主要功能是數(shù)據(jù)傳輸。移動(dòng)通信網(wǎng)的構(gòu)成有小靈通、視頻通話、呼叫中心、WiFi、CDMA與TD 一CDMA 等?；ヂ?lián)網(wǎng)構(gòu)成有Internet 及其云網(wǎng)絡(luò)。物理網(wǎng)構(gòu)成則是把不同監(jiān)測(cè)對(duì)象實(shí)施互聯(lián)，以GIS 技術(shù)為根本，利用神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解析收集數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存，重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)管控、危險(xiǎn)源歷史數(shù)據(jù)搜索、預(yù)警解析、應(yīng)急策略等功能。第三層是大腦管控決策層。IDC 為類似于煤礦大腦，其工作內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)智能礦井不同數(shù)據(jù)收集。為了更好地理解網(wǎng)絡(luò)，我們可以將其看做是與大腦層和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行信息更替，方才能精準(zhǔn)捕獲大腦數(shù)據(jù)，即便網(wǎng)絡(luò)存在差異性，在連接時(shí)選擇的方式應(yīng)該具備統(tǒng)一的特點(diǎn)。大腦捕獲數(shù)據(jù)之后隨即處置數(shù)據(jù)，具體包含了數(shù)據(jù)智能解析、儲(chǔ)存與共享組成科學(xué)解決措施，進(jìn)一步指引應(yīng)對(duì)方案。

5.2 水害與火災(zāi)辨別與預(yù)測(cè)預(yù)警體系實(shí)踐操控

5.2.1 水害預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

（1）核算圖形與數(shù)值，側(cè)重于整體充水性圖、水文地質(zhì)圖、水文參數(shù)等直線圖、水文地質(zhì)剖面圖、相關(guān)曲線圖等自主解決及涌水量預(yù)計(jì)達(dá)成情況；整體三維剖分模型與在線檢測(cè)系統(tǒng)捕獲水文地質(zhì)參數(shù)，含水層水量被計(jì)算等參數(shù)。

（2）水文數(shù)據(jù)庫(kù)管控，重點(diǎn)針對(duì)礦井水文地質(zhì)基本信息與及時(shí)檢測(cè)監(jiān)控信息管控與報(bào)表印刷等工作內(nèi)容。

（3）水害危害源監(jiān)測(cè)與分辨及預(yù)測(cè)預(yù)警體系，全力達(dá)成水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，及監(jiān)測(cè)水文觀測(cè)孔或傳感器水壓、水溫、流量、水質(zhì)等信息，采取WebGIS 技術(shù)能夠?qū)⑺谋O(jiān)測(cè)圖形的自主定位通過(guò)實(shí)施顯示出來(lái)；超時(shí)警報(bào)與語(yǔ)音提示。

5.2.2 火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

其火災(zāi)子系統(tǒng)匯總及時(shí)數(shù)據(jù)收集、解析、存檔及公開功能為統(tǒng)一性，遠(yuǎn)程操控解析采樣、氣體核準(zhǔn)、管徑清理、泵啟停；整理線上分析、礦井及監(jiān)控體系、色譜儀剖析、人工場(chǎng)地檢測(cè)、場(chǎng)地采樣地面檢測(cè)等氣體組分參數(shù)，存檔至信息庫(kù)，有關(guān)信息庫(kù)中氣體組分貫徹執(zhí)行圖形、曲線、搜索等展示與印刷；全面達(dá)成礦井下氣體線上全方位檢測(cè)、自主匯總與解析爆炸危害性、自燃危害性的判斷與預(yù)測(cè)預(yù)警；最終完成預(yù)防火災(zāi)路徑的自主形成。

5.3 瓦斯辨別與預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)實(shí)踐操控

（1）瓦斯檢測(cè)與辨別及其預(yù)測(cè)預(yù)警，監(jiān)測(cè)礦井下有關(guān)地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛龋淮咚钩鰳?biāo)準(zhǔn)則給予報(bào)警提示；預(yù)警瓦斯趨向；解析瓦斯?jié)舛燃铀俑淖?，且達(dá)成預(yù)警效果。

（2）核算圖形與數(shù)值，區(qū)分受災(zāi)范圍，進(jìn)一步完成依據(jù)C/S 模式圖形評(píng)判。

（3）核算預(yù)警動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，參照WebGIS 通風(fēng)系統(tǒng)圖上標(biāo)明的分支節(jié)點(diǎn)，況且與風(fēng)速傳感器達(dá)成監(jiān)測(cè)信息相關(guān)性，采用動(dòng)態(tài)及計(jì)算結(jié)果，協(xié)同管控通風(fēng)防滅火重大危險(xiǎn)源。

5.4 頂板辨別與預(yù)測(cè)預(yù)警體系實(shí)踐操控

（1）礦井下計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬展示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、警告監(jiān)測(cè)服務(wù)器與客戶端及時(shí)播報(bào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息與直方圖，在監(jiān)測(cè)信息超時(shí)則自主發(fā)出警報(bào)且隨即記載下來(lái)。

（2）礦井下實(shí)時(shí)播報(bào)信息與警報(bào)，礦井下壓力監(jiān)測(cè)分站、離層傳感器及時(shí)監(jiān)測(cè)信息，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)警報(bào)參數(shù)，通訊分站可完成不同測(cè)點(diǎn)與報(bào)警情況顯示信息。

（3）監(jiān)測(cè)信息自主記載儲(chǔ)存，礦井下監(jiān)測(cè)服務(wù)器設(shè)立記載周期來(lái)便于存儲(chǔ)信息至數(shù)據(jù)庫(kù)。

（4）持續(xù)檢測(cè)曲線展示，相關(guān)軟件可提供服務(wù)器端與客戶端過(guò)往曲線與測(cè)線加權(quán)數(shù)據(jù)解析。

5.5 三維可視化集成信息平臺(tái)實(shí)踐操控

首先，水與火、瓦斯、頂板壓力重大危險(xiǎn)源處置預(yù)測(cè)預(yù)警有關(guān)空間與屬性信息。其次，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)體、巷道幾何創(chuàng)模，監(jiān)測(cè)設(shè)施動(dòng)畫創(chuàng)模。再次，完成工業(yè)、巷道、煤層三維可視化，參照三維巷道礦井下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)明與三維動(dòng)畫顯現(xiàn)等。最后，采取WebGIS 技術(shù)全方位達(dá)成水火、瓦斯、頂板壓力重大危險(xiǎn)源的預(yù)測(cè)信息互聯(lián)網(wǎng)篩查與瀏覽、遠(yuǎn)程協(xié)作監(jiān)測(cè)管控功能。

6 煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)未來(lái)展望

現(xiàn)階段，通過(guò)煤礦井下重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)投入使用范圍不斷擴(kuò)大，極大改變了煤礦井下安全生產(chǎn)狀況，相反同時(shí)出現(xiàn)了諸多不足之處，比如：各供應(yīng)商產(chǎn)品欠缺互相的操控性與互換性，這使得系統(tǒng)集成性存在一定的問(wèn)題。除此之外，算法不同，其最終得到的預(yù)測(cè)效果也會(huì)存在較大的差異。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，我們必須要采取行之有效的措施，重點(diǎn)圍繞重大危險(xiǎn)源的檢測(cè)以及相關(guān)預(yù)警系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行相關(guān)探究，從而獲得科學(xué)化的預(yù)警系統(tǒng)。伴隨著相關(guān)研究的逐漸深入，該系統(tǒng)可能會(huì)朝向如下趨勢(shì)發(fā)展：

（1）關(guān)于煤礦的物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)得到較大的發(fā)展空間，在對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行感知時(shí)，精準(zhǔn)度以及智能化水平會(huì)有所提升。

（2）給予統(tǒng)一框架與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化格式，保證實(shí)時(shí)捕獲、穩(wěn)定傳送、迅速處置、綜合機(jī)械不同礦山動(dòng)態(tài)信息庫(kù)。

（3）借助數(shù)據(jù)融合方式、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、預(yù)測(cè)模型與空間解析技術(shù)來(lái)完成礦山潛在風(fēng)險(xiǎn)的辨別預(yù)警和智能操控。

（4）借助云存儲(chǔ)和云計(jì)算方式創(chuàng)建大型解析處置中心，幫助煤礦生成危險(xiǎn)解析、模擬核算、及時(shí)警報(bào)等數(shù)據(jù)綜合服務(wù)。

7 總結(jié)

總而言之，針對(duì)煤礦井下重大危險(xiǎn)源的監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)勢(shì)必要全方位地匯集數(shù)據(jù)，且借助智能化、快速化的計(jì)算創(chuàng)建專家預(yù)警系統(tǒng)，精準(zhǔn)實(shí)時(shí)地預(yù)測(cè)意外事件產(chǎn)生機(jī)率，方才是煤礦單位正常生產(chǎn)及其操作技術(shù)員安全的主要保障。最后，通過(guò)以上全面探析獲知，危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)及其預(yù)警系統(tǒng)包含了監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)警系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)收集和處置等板塊，三方板塊相互協(xié)作，最終來(lái)保證煤礦井下的安全作業(yè)。