井下采空区安全分级预警监测方法及系统技术方案

本申请提出了一种井下采空区安全分级预警监测方法及系统，该方法包括：基于三维可视化技术对矿井整体进行快速三维建模，生成矿区三维地质模型；建立煤矿统一数据中心，按照预设的数据标准规范将多源异构数据融合并集成至数据中心；根据矿区三维地质模型和开采设备的实时数据，建立煤矿采空区安全分级预警模型，对采空区进行动态分析和危害程度分级预警；基于矿区三维地质模型、融合的不同位置处的多源异构数据和采空区安全分级预警模型，在一张三维视图中构建煤矿采空区安全分级预警平台，为多级监控管理部门提供采空区安全分级预警信息。该方法可向各级监管部分提供采空区不同危险级别的预警，提高了采空区安全预警的直观性、准确性和便捷性。准确性和便捷性。准确性和便捷性。

【技术实现步骤摘要】
井下采空区安全分级预警监测方法及系统


[0001]本申请涉及矿井安全
，尤其涉及一种井下采空区安全分级预警监测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人们对于煤矿安全开采意识的加强，在开采过程中对于危险地质进行预警越来越引起人们的重视。其中，煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔，当在采空区附近继续进行工作时，可能会造成塌陷等危害，因此，需要对煤矿采空区进行监控管理。
[0003]相关技术中，主要是以煤矿采空区的档案信息资源为处理核心，对煤矿采空区信息资源进行收集、分类整理、筛选、分析和管理，在开采作业过程中根据整理的资料对采空区进行预警。然而，上述预警方式没有实现对采空区完整资料的数字化集中管理，无法真实的查看井下煤矿采空区的状况，在矿井下环境持续发生变化的情况下，该种预警方式的准确性和实用性较低，预警过程较为复杂。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本申请的第一个目的在于提出一种井下采空区安全分级预警监测方法，该方法基于采空区快速三维建模及可视化动态编辑技术，对采空区多源监测数据进行融合技术，并建立采空区分级分类三维空间分析模型，构建一套煤矿采空区三维一张图灾害预警平台，形成一个多级的管理体系，有效提高煤矿采空区多级用户协同管理水平，方便管理部门直观了解煤矿地下采空区环境，提高了采空区安全预警的直观性、准确性和便捷性。
[0006]本申请的第二个目的在于提出一种井下采空区安全分级预警监测系统。
[0007]本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0008]为达上述目的，本申请的第一方面实施例在于提出一种井下采空区安全分级预警监测方法，该方法包括以下步骤：
[0009]基于三维可视化技术对矿井整体进行快速三维建模，生成包含采空区的矿区三维地质模型；
[0010]建立煤矿统一数据中心，按照预设的数据标准规范将多源异构数据融合并集成至所述数据中心，以向多级监控管理部门提供标准化数据；
[0011]根据所述矿区三维地质模型和开采设备的实时数据，建立煤矿采空区安全分级预警模型，通过所述采空区安全分级预警模型对采空区进行动态分析和危害程度分级预警；
[0012]基于所述矿区三维地质模型、融合的不同位置处的多源异构数据和所述采空区安全分级预警模型，在一张三维视图中构建煤矿采空区安全分级预警平台，为多级监控管理部门提供采空区安全分级预警信息，并接收所述多级监控管理部门的在线管理指令。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，基于三维可视化动态编辑技术对矿井整体进
行快速三维建模，包括：收集整理矿井多个方面的资料信息，建立地质数据库；通过三维可视化技术建立所述矿井中多个对象的三维模型；对每个对象的所述三维模型进行校验，判断所述三维模型是否符合标准；对于不符合标准的三维模型进行重新建模，并在每个对象的所述三维模型均符合标准后，将全部的所述三维模型进行整合。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，通过三维可视化技术建立所述矿井中多个对象的三维模型，包括:基于所述地质数据库中的数据，在一张三维视图中构建所述矿井的井上和井下的空间布局；在所述空间布局中创建所述多个对象的初始三维模型，并通过三维可视化技术对所述初始三维模型的特征属性进行动态编辑，所述特征属性包括：空间位置、纹理颜色、透明度和缩放大小。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，通过所述采空区安全分级预警模型对采空区进行动态分析和危害程度分级预警，包括:以所述开采设备的坐标为中心点，以所述开采设备的前进方向为研究方向，以每个地质体对象的各级预警阈值为半径，划分所述开采设备的球形缓冲区，所述地质体对象包括采空区；动态计算所述开采设备与所述每个地质体对象的法距，当所述开采设备与任一地质体对象的法距小于对应的预警阈值时，判定位于所述球形缓冲区内的所述任一地质体对象为受影响的目标对象；根据目标法距小于的最高级预警阈值确定相应的预警信息，并将所述预警信息进行上报，获取返回的反馈指令。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，动态计算所述开采设备与所述每个地质体对象的法距，包括：根据碰撞检测库Opcode中的网格MESH碰撞检测算法计算所述开采设备与所述每个地质体对象的法距。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，基于所述矿区三维地质模型、融合的不同位置处的多源异构数据和所述采空区安全分级预警模型，在一张三维视图中构建煤矿采空区安全分级预警平台，包括：以所述矿区三维地质模型为基础背景底图，将所述多源异构数据按照所处的三维空间位置进行融合表达；接入井下工作面掘进数据，以及每个所述采空区的综合勘探成果和分级预警数据。
[0018]为达上述目的，本申请的第二方面实施例还提出了一种井下采空区安全分级预警监测系统，包括以下模块:
[0019]建模模块，用于基于三维可视化技术对矿井整体进行快速三维建模，生成包含采空区的矿区三维地质模型；
[0020]数据融合模块，用于建立煤矿统一数据中心，按照预设的数据标准规范将多源异构数据融合并集成至所述数据中心，以向多级监控管理部门提供标准化数据；
[0021]第一构建模块，用于根据所述矿区三维地质模型和开采设备的实时数据，建立煤矿采空区安全分级预警模型，通过所述采空区安全分级预警模型对采空区进行动态分析和危害程度分级预警；
[0022]第二构建模块，用于基于所述矿区三维地质模型、融合的不同位置处的多源异构数据和所述采空区安全分级预警模型，在一张三维视图中构建煤矿采空区安全分级预警平台，为多级监控管理部门提供采空区安全分级预警信息，并接收所述多级监控管理部门的在线管理指令。
[0023]可选地，在本申请的一个实施例中，建模模块，具体用于：收集整理矿井多个方面的资料信息，建立地质数据库；通过三维可视化技术建立所述矿井中多个对象的三维模型；
对每个对象的所述三维模型进行校验，判断所述三维模型是否符合标准；对于不符合标准的三维模型进行重新建模，并在每个对象的所述三维模型均符合标准后，将全部的所述三维模型进行整合。
[0024]可选地，在本申请的一个实施例中，建模模块，还用于：基于所述地质数据库中的数据，在一张三维视图中构建所述矿井的井上和井下的空间布局；在所述空间布局中创建所述多个对象的初始三维模型，并通过三维可视化技术对所述初始三维模型的特征属性进行动态编辑，所述特征属性包括：空间位置、纹理颜色、透明度和缩放大小。
[0025]为了实现上述实施例，本申请第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的井下采空区安全分级预警监测方法。
[0026]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请探索煤矿采空区从资料收集分类整理、勘察、可视化、应用、评价到维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下采空区安全分级预警监测方法，其特征在于，包括以下步骤：基于三维可视化技术对矿井整体进行快速三维建模，生成包含采空区的矿区三维地质模型；建立煤矿统一数据中心，按照预设的数据标准规范将多源异构数据融合并集成至所述数据中心，以向多级监控管理部门提供标准化数据；根据所述矿区三维地质模型和开采设备的实时数据，建立煤矿采空区安全分级预警模型，通过所述采空区安全分级预警模型对采空区进行动态分析和危害程度分级预警；基于所述矿区三维地质模型、融合的不同位置处的多源异构数据和所述采空区安全分级预警模型，在一张三维视图中构建煤矿采空区安全分级预警平台，为多级监控管理部门提供采空区安全分级预警信息，并接收所述多级监控管理部门的在线管理指令。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于三维可视化动态编辑技术对矿井整体进行快速三维建模，包括：收集整理矿井多个方面的资料信息，建立地质数据库；通过三维可视化技术建立所述矿井中多个对象的三维模型；对每个对象的所述三维模型进行校验，判断所述三维模型是否符合标准；对于不符合标准的三维模型进行重新建模，并在每个对象的所述三维模型均符合标准后，将全部的所述三维模型进行整合。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过三维可视化技术建立所述矿井中多个对象的三维模型，包括:基于所述地质数据库中的数据，在一张三维视图中构建所述矿井的井上和井下的空间布局；在所述空间布局中创建所述多个对象的初始三维模型，并通过三维可视化技术对所述初始三维模型的特征属性进行动态编辑，所述特征属性包括：空间位置、纹理颜色、透明度和缩放大小。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过所述采空区安全分级预警模型对采空区进行动态分析和危害程度分级预警，包括:以所述开采设备的坐标为中心点，以所述开采设备的前进方向为研究方向，以每个地质体对象的各级预警阈值为半径，划分所述开采设备的球形缓冲区，所述地质体对象包括采空区；动态计算所述开采设备与所述每个地质体对象的法距，当所述开采设备与任一地质体对象的法距小于对应的预警阈值时，判定位于所述球形缓冲区内的所述任一地质体对象为受影响的目标对象；根据目标法距小于的最高级预警阈值确定相应的预警信息，并将所述预警信息进行上报，获取返回的反馈指令。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动态计算所述开采设备与所述每个地质体对象的法距，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华龙，王勇，徐正国，付元，孟庆勇，吴文臻，孙志萧，马旭伟，张维，李夏，崔竟成，戴万波，龚斌，刘敬娜，原晨凯，孙建超，曹亮，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：