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矿井水害预警方法研究及实现

王博辉  
【摘要】:煤矿突水所造成的淹井或矿难,严重威胁着煤矿的正常开采和矿工的生命安全。为了减少由于煤矿突水所造成的损失,降低煤矿企业的矿井水害事故风险,研究有效的矿井水害预警方法具有极其重要的现实意义和实用价值。 矿井水害事故的发生均或多或少地存在着先兆,这些先兆以不同的水文参数,如水位、水压、水温、流量、导电性等表现出来。通过对矿区监测区域的这些参数进行实时监测形成监测数据集,对监测数据集进行处理分析,可以对矿井水害事故的发生进行预警。由于各监测点所监测的数据是对该局部区域水文地质情况的反映,而且其分布较为分散,为了能够真实的反映整个区域水文地质的情况,采用空间插值方法对具有空间正自相关性的空间数据集进行插值,生成矿区范围的预警数据集。通过对预警数据集进行灰度级空间映射构造预警数据集三维空间模型,利用灰度强度分层方法对其进行三维空间层次分割,依据灰度级与彩色空间系统的映射关系对其色彩变换函数的颜色参数进行聚类,再根据灰度级的阈值区间进行伪彩色色彩变换函数赋值,对伪彩色编码的颜色条纹带进行色彩渐进插值的平滑过渡处理,实现对预警数据集的可视化显示。 通过对监测区域某时刻生成的预警数据集进行协同局部极值搜索,并对该时刻时序条件下生成的变化率预警数据集进行变化率局部极值搜索,依据设定的预警参数权重和极值搜索阈值权重对预警分析的结果进行加权计算,对超过预警指标的预警分析结果进行预警决策判定,进而实现水害预警。 本文采用Visual C++6.0、SQL SERVER2000和Open GL作为开发工具,对矿井水害预警方法进行了实现。将实现的预警模块嵌入到矿井水文动态监测系统中,通过鲍店矿和东滩矿的实际运行,表明该预警方法具有一定的实用性,进一步对软件完善后可以推广应用。


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