[发明专利]一种用于煤矿井下防治水预警系统、方法及应用

权利要求书

1.一种用于煤矿井下防治水预警系统，其特征在于，所述用于煤矿井下防治水预警系统包括：

超前探查及回采工作面水害预测系统，用于进行煤矿含水构造以及导水情况探测，同时用于采用音频电透视法及槽波地震勘探法，探测工作面顶、底板一定高度范围内的导水构造及富水区分布情况，隐伏小断层、煤层分叉与变薄带、煤层底板起伏情况、陷落柱及其他异常地质体，确定回采工作面水害防治技术措施；

地下水动态监测系统，用于利用矿区水文动态监测系统进行地下水相应数据的采集、分析；

矿井水水源快速判别系统，用于基于现矿井资料，采用物探、钻探和化探方法，进行化验、分析，确定矿区水化学背景特征，建立矿区水化学数据库，建立井田内不同含水层水质的判别模型，快速判别各类涌水水源。

2.如权利要求1所述的用于煤矿井下防治水预警系统，其特征在于，所述矿区水文动态监测系统包括地下水动态监测子系统以及地表地层水文长观孔监测子系统；

所述地下水动态监测子系统，用于对矿井水文观测孔主要充水含水层的水位、水压、水温、水质、矿井涌水量进行长期动态监测以及井下采空区水位、水仓水位、隔水密闭墙承压以及排水明渠流量、管道流量的实时监测；基于监测数据生成报表、曲线以及对历史数据对比分析；与适配器、监测主机、分站、传感器、电源及其他设备进行数据通信；

地表地层水文长观孔监测子系统，用于进行矿井水文地质长期动态观测，并通过GSM短信将数据传输到地表中心站。

3.如权利要求1所述的用于煤矿井下防治水预警系统，其特征在于，所述地下水动态监测子系统由主站及若干分站构成；

所述主站用于通过通讯设备向分站发送命令或接受数据、将数据整理保存到磁盘、完成数据的显示、查询、编辑、对数据进行处理、生成各种报表并打印输出、绘制水位、水压、温度、流量变化趋势曲线、直方及其他各种图形；

所述分站用于进行数据采集、数据暂存、数据显示。

4.如权利要求1所述的用于煤矿井下防治水预警系统，其特征在于，所述矿井水水源快速判别系统包括：

分析测试模块，用于进行水样全分析、水样同位素分析、水样有机物分析及其他水样测试；

矿区水化学数据库构建模块，用于基于测试分析数据构建矿区水化学数据库；

判别分析模块，用于基于构建的矿区水化学数据库进行化验分析数据录入功、分析数据自动单位换算、处理、分析数据自动查询、水质类型自动判别、水质图像自动生成以及水质分析结果报表打印。

5.一种执行权利要求1-4所述用于煤矿井下防治水预警系统的用于煤矿井下防治水预警方法，其特征在于，所述用于煤矿井下防治水预警方法包括：

通过建立矿井水化学实验室及井上下水情自动实时监测系统，建立快速突水水源判别系统，全方位动态监测矿井主要威胁含水层的水位、矿井涌水量及其他参数，并根据所设置水文监测值的上、下限及变化量阈值，进行实时突水预测预警。

6.一种构建如权利要求1-4任意一项所述用于煤矿井下防治水预警系统的用于煤矿井下防治水预警系统构建方法，其特征在于，所述用于煤矿井下防治水预警系统构建方法包括：

步骤一，开展野外水文地质调查、施工水文地质补充勘探钻孔、钻孔抽放水试验，建立相应的水文地质信息数据库；

步骤二，采用井下直流电法、瞬变电磁法和瑞利波超前探测方法，对巷道掘进前方含水构造和富水异常区进行探测；

步骤三，采用矿井音频透视和井下槽波探测方法，对回采工作面内部隐伏构造和顶板含水层富水异常区进行探查；

步骤四，利用井下已有巷道和掘进工作面有利条件，井上下结合布置专门水文地质长观钻孔，进行井下联合放水试验，得到用于煤矿井下防治水预警系统。