基于GIS底座的煤矿水害全息本源模态预警方法和系统与流程

本发明属于水害预警和防治，具体涉及一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法和系统。

背景技术：

1、众所周知，大多数矿井水文地质条件复杂，特别是煤矿受矿井水害威胁严重，随着煤炭资源开采深度的不断增加，作为煤矿重大灾害之一的水害因素越来越隐蔽，更加难以普查，水害事故也越来越突出，更加难以准确预警预测和有效防治。多年来为了大幅度减少矿井水害带来的人身伤亡和财产损失，为广大矿工提供一个安全健康的作业环境，也为了有效地解决煤矿水害致灾因素的精准普查、水害威胁的科学评价、水害事故的超前预测预报和有效防治等技术难题，很多专家学者投入了大量时间和精力，在不同的细分领域提出了一系列新技术和新方法，获得了一些新成果，但仍然存在以下不足：由于煤矿水害影响因素多，突水机理复杂，现有技术还不能实现煤矿水害本源参数的全方位实时反演、相关分析月模态分析以及超前进行预警计算，也不能实现煤矿水害致灾因素的超前识别、透明化管理、准确预警，更不能为煤矿水害的有效防治提供技术支持。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法和系统，可有效解决上述问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，包括以下步骤：步骤1，构建煤矿水害全息全方位预警gis数字底座，包括：制定煤矿地形地貌、地层煤层、含水层、隔水层、钻孔、断层、陷落柱、煤柱、富水区、涌水区的等值线、停采线、禁采线、缓采线、传感器、井巷工程以及采掘面、采空区的水文地质地理信息系统图形规范、实体模型规范和属性数据规范，构建得到煤矿水害全息全方位预警gis数字底座；

4、步骤2，开发全息和全方位的动态数据接入系统，通过所述动态数据接入系统，将矿井水文和水害有关的监测系统的实测监测监控数据动态实时接入所述煤矿水害全息全方位预警gis数字底座；其中，所述实测监测监控数据包括数据空间信息、位置信息和属性信息；

5、步骤3，建立实时计算系统，所述实时计算系统通过增加虚拟传感器及计算方法，将若干个真实传感器测得的实测监测监控数据实时转换为矿井与水害相关的重点区域的重要水害特征参数；

6、步骤4，建立空间分析服务计算系统，所述空间分析服务计算系统对所述重要水害特征参数进行分析，得到煤矿水害的致灾因素与整个煤矿的地形信息、气象信息、地质信息及生产信息的相关性，为实现煤矿水害的精准预警提供完整的空间分析功能；

7、步骤5，建立和自动更新煤矿水害报警预警阈值库，利用水文异常记录、水文地质环境评估、生产工艺参数及水害防治要求，通过历史大数据分析技术，确定各类各级报警阈值和各类分级预警阈值，并根据历史记录和水害影响程度，制定软件系统自动更新水害报警预警阈值库的规则；

8、步骤6，煤矿水害本源和模态预警参数的计算与反演：基于所述煤矿水害全息全方位预警gis数字底座、所述实测监测监控数据、所述实时计算系统得到的重要水害特征参数，所述空间分析服务计算系统得到的分析结果，以及所述煤矿水害报警预警阈值库，进行煤矿水害本源参数的计算、反演与模态分析，进行超前预警计算，得到超前预警信息；

9、步骤7，搭建煤矿水害全息模态预警gis平台，实现煤矿水害的实时报警、模态分析、超前预警及信息的发布、推送和查询。

10、本发明提供一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警系统，包括煤矿水害全息全方位预警gis数字底座、全息和全方位的动态数据接入系统、实时计算系统、空间分析服务计算系统、煤矿水害报警预警阈值库、煤矿水害本源和模态预警参数的计算与反演模块和煤矿水害全息模态预警gis平台。

11、本发明提供的基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法和系统具有以下优点：

12、本发明提供的基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法和系统，通过构建煤矿水害gis数字底座、全息和全方位的动态数据接入子系统、实时计算服务子系统、空间分析服务计算子系统、水害报警预警阈值库管理与更新子系统，水害本源和模态预警参数的计算与反演系统，开发煤矿水害全息模态预警gis平台，实现煤矿水害的实时报警、模态分析、超前预警及信息的显示、定位、发布、推送，为煤矿水害精准预警提供了一个有效的解决方案。

技术特征：

1.一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，所述煤矿水害全息全方位预警gis数字底座，以2dgis、3dgis和4dgis技术为基础，通过对其功能进行优化，制定图层管理、要素绘制和属性配置技术规范，搭建2dgis、3dgis和4dgis相融合的煤矿水害全息全方位预警gis数字底座，以满足水害监测预警的需要，煤矿水害全息全方位预警gis数字底座具有以下特点：

3.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，能够动态实时接入的所述实测监测监控数据包括生产、探测、测试、化验、监测数据；具体特征为：

4.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，对于所述动态数据接入系统接入的实测监测监控数据，进行预处理，包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，微震事件的裂隙圈半径和压缩圈半径，采用以下方式计算：

6.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，步骤4中，得到煤矿水害的致灾因素与整个煤矿的地形信息、气象信息、地质信息及生产信息的相关性，为实现煤矿水害的精准预警提供完整的空间分析功能，具体为：

7.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，步骤5具体为：

8.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，步骤6中，进行模态分析包括：

9.根据权利要求1所述的一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警方法，其特征在于，步骤7具体为：实现煤矿水害致灾因素的超前识别、透明化管理，煤矿水害的超前准确预警，并通过本源和模态预警参数的计算与反演找到煤矿水害发生与否的根源所在，为煤矿水害的有效防治提供技术支撑。

10.一种基于gis底座的煤矿水害全息本源模态预警系统，其特征在于，包括煤矿水害全息全方位预警gis数字底座、全息和全方位的动态数据接入系统、实时计算系统、空间分析服务计算系统、煤矿水害报警预警阈值库、煤矿水害本源和模态预警参数的计算与反演模块和煤矿水害全息模态预警gis平台。

技术总结本发明提供一种基于GIS底座的煤矿水害全息本源模态预警方法和系统，包括煤矿水害全息全方位预警GIS数字底座、全息和全方位的动态数据接入系统、实时计算系统、空间分析服务计算系统、煤矿水害报警预警阈值库、煤矿水害本源和模态预警参数的计算与反演模块和煤矿水害全息模态预警GIS平台。本发明实现煤矿水害的实时报警、模态分析、超前预警及信息的显示、定位、发布、推送，为煤矿水害精准预警提供了一个有效的解决方案。技术研发人员：卢新明,尹红受保护的技术使用者：山东蓝光软件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4