一、应用场景

冲击地压发生将导致人员伤亡、停产整顿，对矿山开采作业的安全进行影响极大。为了预测预防冲击地压危害，矿区搭建了各种冲击地压监测系统（微震监测系统、应力监测系统、钻屑监测系统和液压支柱监测系统）。各监测系统对矿山生产中引发的安全危害都起到了预测预防的作用，但都未能预测预防所有的安全危害。矿上需要一套能够全面分析安全危害状况的系统，指导生产的安全、顺利进行。冲击地压综合预警平台正是这样的一套系统。本系统集成了微震、应力、钻屑、液压支柱等常规的用于冲击地压危害监测的监测系统数据于一体。通过对多种监测数据的联合分析，对监测区域的危害状况做出合理的预测预警。保障生产的安全进行。

二、现状分析

公司与中国科技大学地球物理学院团队合作，联合开发了一套冲击地压防治的预警机制，建立了一套有效的算法模型。通过将该算法模型与人工智能有机的结合，达到了对监测数据智能综合分析、对安全危害智能预测的目标。使冲击地压预警技术迈入了智能时代。

2.1、技术方案

a) 监测数据自动采集功能

图3-1 多数据采集器

数据采集器采集子系统监测数据，通过TCP协议将监测数据上传到综合预警平台，完成数据的自动采集。

b) 子系统数据标准化功能

图3-2 标准化整体配置界面

图3-3 预警平台服务器设置界面

图3-4 数据采集参数设置界面

配置预警平台服务器参数、子系统监测数据的类别、监测数据位置偏移、监测数据时间偏移和数据库相关信息。通过位置偏移和时间偏移可以将多监测数据不同坐标空间和时区统一到相同的坐标空间和时区。

c) 采集数据回显功能

图3-5 采集数据回显界面

子系统数据实时采集信息的回显。监测子系统切换区域，实现数据回显子系统切换；数据回显区域，将实时上传的子系统监测数据信息（系统编码、位置和时间等信息）以文本的形式在界面显示，方便用户查看、追踪。

d) 监测数据综合展示功能

图3-6 主窗口界面

监测数据分种类、分危害程度，以不同形状和颜色的方式展示在三维场景中。结合三维场景中巷道模型，可以更直观的掌控危害区域及危害程度，有利于更快速的做好防护措施。

e) 区域监测预警功能

图3-7 区域危害指示界面

根据区域不同的地质状况及开采情况，制定不同的监测指标，对各区域进行实时监测预警。

f) 三维场景展示和操作功能

图3-8 三维场景点选

本平台集成三维引擎（OSG库），实现了加载DXF矿山模型、Surpac矿山模型和各种监测数据，立体展示更形象。

三维场景提供了旋转、平移、缩放、改变旋转中心点、俯视投影、侧视投影、正视投影和点选功能。双击点选查看监测数据详细信息（位置、能量、危害程度等），可以全方位查看监测数据及其附近区域的安全状况。

g) 区域危害云图展示功能

图3-9 微震能量危害云图

将区域危害状况，云图的形式展示出来，更直观的反应高危害区域。

h) 自动报表功能

图3-10 报表生产界面

报表自动生成和一键导出的功能，方便对矿区生产安全状况数据的备份和管理。

i) 实时预警功能

图3-11 微信预警信息

本平台拥有软件界面预警提示，声光预警和微信预警的功能。微信预警将预警信息分种类、分级别推送给授权用户。

j) 基于机器学习的智能预警功能

图3-12 智能分析危害指数

本平台在自建算法模型的基础上，通过大量监测数据的训练，得到了一套卷积神经网络系统。该神经网络系统能够对区域安全状况进行实时危害预警分析。该神经网络系统还具备自学习的功能，通过对监测数据和危害状况的自学习，不断的调整系统内部的权重参数，从而达到可靠的危害预警的目的。

2.2、平台系统搭建

k) 安装液晶拼接屏。

l) 安装冲击地压综合预警平台系统软件。

m) 安装数据采集上传工具。

n) 系统联调。

o) 系统培训

系统安装完毕后,公司派遣专业技术人员方进行系统软件使用、设备操作、检修和维护的培训。

培训内容信息表