煤层底板水害三维智能监测与预警技术框架

"煤层底板水害三维监测与智能预警系统开发框架" 本文提出了一个针对华北型煤田煤层底板突水问题的综合解决方案，旨在克服监测点不足和智能化程度低的挑战。该方案基于底板“下三带”理论，结合多频连续电法、"井-地-孔"联合微震监测以及大数据智能预警技术，构建了一个三维监测与智能预警系统。 在多频连续电法监测方面，系统利用伪随机多频序列作为人工场源，通过伪随机相关辨识技术从噪声中提取弱信号。接着，运用拟高斯-牛顿法对预处理数据进行三维电阻率反演，以此自动化监测煤层底板的充水水源变化情况。 "井-地-孔"联合微震监测系统则是通过设计带推靠的孔中传感器和回收装置，实现了微震传感器在井、地、孔的三维布设。采用井下有线IEEE1588和地面无线GPS时钟同步技术，确保了监测数据的实时同步传输。借助偏振分析联合反演的三分量定位算法，系统能够精确定位并实时监测采动底板的破坏深度。 智能预警系统是整个框架的核心部分，它依赖于时序大数据挖掘和深度学习技术，对电法和微震监测数据进行分析。通过指标预警和模型预警方法，将监测数据的空间分布和预警级别以三视热力图的形式展示，实时显示煤层底板各网格的预警等级，从而实现对底板水害的快速响应和预警。 该研究由国家十三五重点研发计划课题、天地科技股份有限公司科技创新基金和陕西省自然科学基础研究计划等多个项目资助，并由靳德武研究员和赵春虎副研究员等多位专家共同完成。这项工作为煤矿底板水害的预防和控制提供了科技支持，有助于提升煤矿安全水平。