【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤岩区域灾害监测，具体涉及一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统及方法。
技术介绍
1、煤矿动力灾害是指在煤矿生产过程中，由于煤岩应力变化导致的煤岩体破坏、瓦斯突出、煤与瓦斯突出等灾害。这些灾害给煤矿生产带来了严重的安全隐患，每年都造成重大的人员伤亡和财产损失。因此，如何实时监测煤岩采区中的动力灾害，提前预警，成为了煤矿安全领域的重要研究方向。
2、目前，煤矿动力灾害的监测方法主要有以下几种：(1)人工监测：通过人工现场检查、观测煤岩体的变化，判断是否存在动力灾害，但这种方法受限于人的主观判断和经验，准确性不高，且无法实现实时监测；(2)单一传感器监测：采用单一传感器(如压力传感器、加速度传感器等)收集煤岩采区的动力灾害信号，但单一传感器只能反映某一方面的信息，无法全面判断动力灾害的存在；(3)传统数据分析方法：通过收集到的动力灾害信号，采用传统数据分析方法(如时域分析、频域分析等)进行分析。但这种方法受限于数据分析人员的专业水平，分析结果可能存在误差。
3、综上所述，目前煤矿动力灾害监测方法存在实时性差、准确性不高、预警速度慢等问题，无法有效降低煤矿动力灾害的发生率，保障煤矿生产的安全性。因此，研究一种实时性好、准确性高、预警速度快的煤岩采区动力灾害监测方法及系统具有重要的实际意义。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统及方法，通过构建煤岩采区的数字孪生模型，实现对煤岩采区动力灾害的实时监测和
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，包括：模型构建模块、监测模块、数据处理模块和预警模块；
4、所述模型构建模块基于煤岩采区的内部构造数据生成虚拟采区模型；
5、所述监测模块用于采集非采区和采区工作面各处的煤岩状况数据；
6、所述数据处理模块用于基于所述煤岩状况数据实时更新所述虚拟采区模型，并基于所述煤岩状况数据分析煤岩灾害情况；
7、所述预警模块用于基于所述煤岩灾害情况发出预警，并将灾害地点在所述虚拟采区模型中展示。
8、优选的，所述模型构建模块包括：数据采集单元和模型生成单元；
9、所述数据采集单元用于采集所述所述内部构造数据，所述内部构造数据包括：采区空间数据、地质条件和煤岩层结构；
10、所述模型生成单元用于基于所述内部构造数据生成所述虚拟采区模型。
11、优选的，所述监测模块包括：非采区监测单元、应力传感器组和微震信号传感器组；
12、所述非采取监测单元用于采集矿井下所述非采区的非采区煤岩状况数据；
13、所述应力传感器组用于采集所述采区工作面的应力信息；
14、所述微震信号传感器组用于采集所述采区工作面的预设时间段内的微震信号和相应坐标。
15、优选的，所述数据处理模块包括：模型更新单元和灾害分析单元；
16、所述模型更新单元用于基于所述应力信息和所述微震信号实时更新所述虚拟采区模型；
17、所述灾害分析单元用于基于所述非采区煤岩状况数据计算应力灾害临界值；
18、所述灾害分析单元还用于基于所述应力灾害临界值、所述应力信息和所述微震信号分析采区的所述煤岩灾害情况。
19、本专利技术还提供了一种针对煤岩采区的动力灾害监测方法，所述监测方法应用于上述任一项所述的监测系统，包括以下步骤：
20、s1.基于煤岩采区的内部构造数据生成虚拟采区模型；
21、s2.采集非采区和采区工作面各处的煤岩状况数据；
22、s3.基于所述煤岩状况数据实时更新所述虚拟采区模型，并基于所述煤岩状况数据分析煤岩灾害情况；
23、s4.基于所述煤岩灾害情况发出预警，并将灾害地点在所述虚拟采区模型中展示。
24、优选的，所述s1包括：
25、采集所述所述内部构造数据，所述内部构造数据包括：采区空间数据、地质条件和煤岩层结构；
26、基于所述内部构造数据生成所述虚拟采区模型。
27、优选的，所述s2包括：
28、采集矿井下所述非采区的非采区煤岩状况数据；
29、采集所述采区工作面的应力信息；
30、采集所述采区工作面的预设时间段内的微震信号和相应坐标。
31、优选的，所述s3包括：
32、基于所述应力信息和所述微震信号实时更新所述虚拟采区模型；
33、基于所述非采区煤岩状况数据计算应力灾害临界值；
34、基于所述应力灾害临界值、所述应力信息和所述微震信号分析采区的所述煤岩灾害情况。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
36、本专利技术基于数字孪生技术，通过实际监测数据与数字孪生模型的融合，能够更准确地预测煤岩采区动力灾害的发生和发展趋势，能够实现对煤岩采区动力灾害的实时监测和预警，提高煤矿生产的安全性；同时，本专利技术采用模块化设计，系统具有良好的可扩展性和可维护性，易于在煤矿生产中应用和推广。
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1.一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，包括：模型构建模块、监测模块、数据处理模块和预警模块；
2.根据权利要求1所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，所述模型构建模块包括：数据采集单元和模型生成单元；
3.根据权利要求1所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，所述监测模块包括：非采区监测单元、应力传感器组和微震信号传感器组；
4.根据权利要求3所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：模型更新单元和灾害分析单元；
5.一种针对煤岩采区的动力灾害监测方法，所述监测方法应用于权利要求1-4任一项所述的监测系统，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测方法，其特征在于，所述S1包括：
7.根据权利要求5所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测方法，其特征在于，所述S2包括：
8.根据权利要求7所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测方法，其特征在于，所述S3包括：
【技术特征摘要】
1.一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，包括：模型构建模块、监测模块、数据处理模块和预警模块；
2.根据权利要求1所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，所述模型构建模块包括：数据采集单元和模型生成单元；
3.根据权利要求1所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，所述监测模块包括：非采区监测单元、应力传感器组和微震信号传感器组；
4.根据权利要求3所述一种针对煤岩采区的动力灾害监测系统，其特征在于，所...
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