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煤礦礦井動力災害大數據分析及綜合預警平臺
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煤礦礦井動力災害大數據分析及綜合預警平臺 |
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產品簡介
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煤礦礦井動力災害大數據分析及綜合預警平臺建設背景
沖擊地壓是井下開拓開采活動中最為常見的巖體力學現象，地壓表現是冒頂、片幫、采場坍塌，強烈時表現為巖爆或沖擊地壓，危害極大。直接威脅著煤礦和非煤礦山的安全生產。
為了掌握地壓產生的規律，消除地壓威脅，煤礦井下采用微震、綜采支架壓力、鉆孔應力、地音、離層等技術措施，但是目前地壓監測預警主要是基于多類傳感器數據進行閥值告警和單類傳感器進行地壓分析。由于各類傳感器計量單位的不同和信息孤島原因，當前監測數據不能確定風險的部位和大小。為此，我們開發了《煤礦礦井動力災害大數據分析及綜合預警平臺》。平臺建設的指導思想是基于隨機森林、機器學習和回歸算法，把各類傳感器數據擬合分析，風險疊加判斷，態勢變化推演。通過平臺核心算法，運算采煤工作面風險等級和礦井區域風險等級；分析液壓支架比壓合理性和掘進工作面錨桿（索）支護密度合理性；分析初次來壓和周期來壓規律和步距。
礦山特別是煤礦井下，微震、離層、應力、壓力、地音等各種檢測手段都在使用，但是由于系統是多個機構完成建設或分別完成建設，各種檢測信息獨立存放，形成信息孤島，且計量單位不一，無法實現對生產安全輔助決策功能。
平臺特點
總體架構
系統概述：感知、物聯大數據和云計算。為企業、集團、和政府提供預警信息，為科研、設計和高校提供數據分析結果，為礦井設計優化、設備選型、開拓開采、支護密度合理性提供分析數據。
集團首頁
集團首頁：主要體現“一張圖”概念，用矢量圖和影像圖表示礦井坐標位置和分布狀態；用餅式圖表示所有煤礦傳感器數量和所占比重；用柱狀圖表示風險區域等級和預警概況；用曲線圖表示態勢預警變化；同時可以從首頁進入各煤礦觀察詳細情況。
地壓風險微震監測分析
1、沖擊傾向性內在因素（采深、工程與水文地質條件）；
2、高應力集中與動態擾動動力學因素；
3、采掘工程布置結構因素；
首先建立風險判別準則，其次以震源為質點、以質點為中心，以中心設運算半徑。運算球體空間內事件最大能量、事件數量、事件頻次，變化趨勢。通過運算判斷礦井區域地壓風險，對分析級別大的預警信息推送用戶。
主要產品---礦山動力災害前兆綜合監測系統
一個平臺 兩個版本 五套系統
三個優勢
1）各種傳感器數據擬合分析；
2）采煤工作面、掘進工作面地壓態勢變化分析；
3）礦井區域風險權重和疊加分析。
四個轉變
1）實現了地壓監測由閾值告警向風險預測的轉變；
2）實現了預警算法由理論驅動向數據驅動轉變；
3）實現了預警處置過程由粗放型向規范化轉變；
4）實現了數據分析由人工操作向計算機智能操作轉變。
主要解決四個方面問題
1）采煤工作面初次來壓、周期來壓步距推判，實現了采煤工作面循環周期風險的預報，
實現了采煤過程中對地壓風險有針對性采取支護措施；
2）掘進工作面錨桿密度和規格合理性研判，實現了設計參數與實際監測參數對照比較，
解決了在確保安全生產情況下最大化降低生產成本的問題；
3）地壓風險綜合評估，實現了由人工分析到計算機分析的轉變，
解決了礦井風險區域微震判斷和沖擊地壓前兆分析判斷；
4）工作面比壓合理性分析，實現了設計支架選型到實測支架選型的轉變，
解決了合理選擇支架和合理投入。
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