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水文钻孔水位、水温自动监测预警系统一、系统的意义复杂矿井水文钻孔水位、水温的数据监控是确保矿井安全运转的日常工作之一。
目前大多矿区仍然采用传统的人工观测水位措施。
该措施需要工作人员不分昼夜，不分天气好与坏，都得去现场利用皮尺或一些原始的工具手动测量。
人工检测一般无法做到实时性，一些突发情况的紧急处理往往就在短短的几分钟内，因此实时性的监测显得尤为必要。
钻孔一般在野外，路况差且相对分散，如果路途遥远还得驾驶交通工具，既费时也费力，既不经济也不安全。
本系统利用GPRS/GSM无线数据传输网络对矿区水文钻孔数据进行实时采集，整理传输，达到监测与预警功能。
与国家正在大力倡导建设的“数字化”矿井有机地结合，也为日常管理和监测提供基础数据。
其优点：利用公网，不需自建和维护通信网；不易遭受雷电袭击和人为破坏；组网灵活，站点变动和扩充容易；数据采集站设备利用太阳能，费用低。
二、该系统应用的行业有：l、工业遥信、遥测、遥控2、电信行业无人值守站机房监控和远程维护(如移动基站、微如移动基站、微波、光纤中继站等)3、城市配电网自动化系统与抄表数据传输4、高压电力设备监测、自来水、煤气管道、闸门、泵站与水厂监控5、城市热网系统实时监控和维护6、环境保护系统数据采集7、三防与水文监测8、人民防空警报设备监测9、气象数据采集10、其他无人值守(如仓库、办公楼等如仓库、办公楼等)监控11、金融、零售行业12、移动车辆监控调度系统13、油罐及输油管线监控14、城市路灯监控15、移动办公以及医疗监护三、主要技术原理:本系统主要由智能信息采集终端、信息综合服务器和用户终端三部分组成,见图1。
智能信息采集终端由CPU（ARM）、GPRS/GSM模块、检测、控制四部分组成，主要承担水位信息的采集任务，并将采集的信息通过GPRS/GSM模块发送至信息综合服务器。
信息综合服务器主要由管理控制、数据接收和发送、终端处理三个模块组成，主要实现对数据的接收、存储、显示等。
郑煤集团芦沟煤矿矿井水文监测系统技术要求一、主要技术指标:1、环境条件环境温度：-100C~+400C相对湿度：≤95%环境气压：(0.8~1.06)×105Pa环境气体：可含有甲烷、煤尘无腐蚀性气体爆炸危险场所2、子站：防爆类型：本质安全型通讯距离：10km(加中继可延伸)传输速率: CAN通讯≥5kbps，RS232通讯9600bps子站个数：10（最大可扩充到127）环境温度：-100C ~+400C数据记录方式：自动传感器量程：0～15MPa测量精度：0.3％F·S二、技术性能及要求1、系统实时获取水流量数据，经系统处理后在监测中心站的主机屏幕上显示各排水沟测点的水流量，具备实时观测能力。
2、对各分站监测数据能以数据报表、曲线图、柱状图等方式直观的反映给用户；操作界面以Windows界面为基础监控中心全中文窗口界面，并可全面显示整套系统的运行情况。
3、系统可设置水位警戒范围，在水位超限时系统发出报警信号并在监测中心站的屏幕上给出提示；并能快速分辨显示报警子站的具体编号和地理位置。
4、系统容量：地面理论上无数个监控点；井下可达127个监测点，系统扩展只需把扩展子站挂接在总线上，并在监测中心做相应设置即可；5、系统网络中所有子站均可独立工作，当通信网络出现故障时，子站、分站数据采集、显示不受影响；6、可统计每月、每季度、每年各个采集站的水位变化曲线、对比曲线图。
7、井下设备必须符合本安型矿用防爆设备标准，具有防爆合格证和煤安标志准用证，电缆必须符合煤矿井下安全使用要求。
三、设备清单设备清单见下表四、各子系统技术参数明渠流量监测子系统技术参数1、环境条件相对湿度:≤95%环境气压: (0.80～1.06)×105Pa环境气体:可含有甲烷、煤尘无腐蚀性气体爆炸危险场所防爆型式：矿用本质安全型防爆标志：ExibI(150℃) 2、主要技术指标实时监测数据记录方式：自动、手动测量范围： 1-1000m3？？？？？？？高度范围：0-2米测量精度： 0.3%F.S通信距离： 10km (可扩展)传输速率：≥4800bps观测站点数： 10（可扩充）环境温度： 0～＋40℃防爆类型：本质安全型水位监测系统技术参数1、环境条件环境温度：0℃～+40℃相对湿度:≤95%Pa环境气压: (0.80～1.06)×105环境气体:可含有甲烷、煤尘无腐蚀性气体爆炸危险场所防爆型式：矿用本质安全型防爆标志：ExibI(150℃) 2、主要技术指标实时监测数据记录方式：自动、手动测量范围： 0～10Mpa测量精度： 0.3%F.S通信距离： 10km (可扩展)传输速率：≥4800bps观测站点数： 10（可扩充）防爆类型：本质安全型管道流量监测子系统技术参数1、环境条件环境温度：0℃～+40℃相对湿度:≤95%环境气压: (0.80～1.06)×105Pa环境气体:可含有甲烷、煤尘无腐蚀性气体爆炸危险场所防爆型式：矿用本质安全型防爆标志：ExibI(150℃)2、主要技术指标实时监测数据记录方式：自动、手动测量管路材质：金属或可传导超声波的非金属管道测量准确度(％)：±1.5测量重复性(％)：±0.8测量流速范围(m/s)：±0.01～±12测量管径范围(mm)：50～2000被测介质温度(℃)：0～150通信距离： 10km (可扩展)传输速率：≥4800bps环境温度： 0～＋40℃防爆类型：本质安全型五、售后服务1、当水位监测系统运行或产品出现问题，矿方与厂家联系后，厂家要必须在24小时内做出答复，需要维修人员到矿解决的，维修人员必须48小时内到位，7天内维修好系统，保证系统正常使用、运行稳定。
矿井水文监测系统说明书一．概述与功能介绍矿井水文监测系统是一种矿用数据采集和控制装置。
可以对矿井下的水文情况进行实施监测，包括水位、水压、流量、涌水突变、水温等，也可配接离层、矿压、瓦斯、负压等其他多种矿用传感器，采集各种测量数据。
所有数据通过电话线传至地面微机，由微机进行数据分析，打印报表，绘制历史曲线。
也可与瓦斯检测系统连接，通过瓦斯监测系统实现数据的报表、曲线以及异常情况报警。
二、系统组成该系统包括计算机、通信接口、监测分站、和各种监测仪器。
电话线水文监测系统框图下面介绍一下主要几个监测仪器的功能：1．水压监测仪：包括矿井水文观测孔水压监测和管道水压监测；监测仪器直接与监测分站连接，也可独立工作，掉电后数据不丢失，也可与瓦斯浓度监测报警系统连接，通过瓦斯报警系统对钻孔水压数据进行记录、存盘、报表、打印，同时可以借助瓦斯浓度监测报警系统，设定水压报警上限和报警下限，实现异常数据地面报警功能。
A）仪器与监测分站连接时，仪器输出200－1000Hz频率信号，与瓦斯监测系统的分站或者断电仪信号完全匹配，已经通过安标办认证，并取得煤安证。
B）仪器本身配接6V电池组一块，能够再无外部电源的情况下独立工作1年多，监测仪在无人职守的情况下，能够全天候自动定时记录钻孔水压并储存，掉电后数据不丢失。
所有数据可通过红外遥控取数器取回，送入微机存盘、处理，通过专用分析软件处理，实现报表、曲线、显示和打印。
数据也可导入Excel表，通过Microsoft Excel 对数据进行编辑。
数据报表2．水位监测仪：主要包括井下水仓水位观测和排水明渠内水位的监测；3．流量监测仪：主要包括排水渠内流水量的实时测量和管道内水流量的实时测量，流量监测仪能够对明渠内水流的流速流量、水位和流量变化率进行实时监测，尤其是流量突变的情况，能够发出报警信号！能够及时准确的掌握井下涌水的变化情况。
对于管道流量的测量主要是通过管道流量计来进行。
KJ117水位观测系统矿方所需提供材料清单
中国煤炭科工集团西安研究院就吴寨矿 KJ117矿井水情实时监测系统（以下 简称监测系统）的安装及有关事宜进行了商讨。
具体实施方案如下：
一、系统安装示意图如下：
1、水压孔进行监测，安装图如图1：
井下水压蛊测安装图
二、井下矿方需配合工作如下：
1、铺设信号线
由于各矿条件不同，布线标准化要求也有差距，所以布线需
要矿方根据自己需要进行布线，一般协调机电队、监测队等专业 队负责布线，人数大概8人左右，按设计布线路线布线 注意 ：井下通信电缆要吊挂在通信电缆挂钩上， 并吊挂美观牢靠， 每个监测点预留
10m .电瘟障术叢头
乳口阀门
通信电缆方便连接仪器，通信电缆截断部分要用通信电缆两通连接好。
2、根据地测科提供的情况说明准备材料和焊接保护罩法兰盘。
3、安装仪器
矿方需协调5-6 人搬运每天所需安装的仪器到安装地点，配两人带上对接保护罩法兰盘所需的螺丝、密封圈和扳手等安装对接保护罩法兰盘。
每个监测点安装时需要接127V电源，就近接照明电路或中保，需要矿方把127V电接到电源箱，矿方需提供三芯1.5平方毫米的电源电缆和127V 电源三通，需要配两名电工负责接电，吊挂电源箱。
中国煤炭科工集团西安研究院
2011 年11 月25 日。
煤矿自动化方案——煤矿井下自动化排水系统引言概述：随着科技的不断发展，煤矿行业也在不断探索和应用自动化技术，以提高生产效率、减少人力成本、降低事故风险。
煤矿井下自动化排水系统是其中的一个重要方面，它能够实现对井下水文情况的实时监测和控制，保障矿井的安全生产。
一、智能监测系统1.1 传感器技术：通过安装水位传感器、流量传感器等设备，实时监测井下水文情况，及时发现异常情况。
1.2 数据采集与传输：利用物联网技术，将传感器采集的数据传输至监控中心，实现数据的集中管理和分析。
1.3 预警机制：建立智能预警系统，能够根据监测数据自动发出预警信息，提醒相关人员及时处理。
二、自动控制系统2.1 控制阀技术：通过安装自动控制阀门，实现对排水管道的自动控制，调节排水量，保持井下水位在安全范围内。
2.2 远程控制：采用远程控制技术，实现对排水系统的远程监控和控制，方便操作人员随时随地进行管理。
2.3 自动化调度：通过智能调度系统，实现对排水设备的自动化调度，根据实时情况灵便调整排水方案。
三、智能分析系统3.1 大数据分析：利用大数据分析技术，对井下水文数据进行深度分析，挖掘潜在问题并提出解决方案。
3.2 预测模型：建立水文预测模型，通过历史数据和实时监测数据预测未来一段时间内的水文情况，为排水系统的调整提供依据。
3.3 数据可视化：通过数据可视化技术，将复杂的水文数据以图表形式展现，便于管理人员直观了解井下水情况。
四、智能维护系统4.1 远程诊断：利用远程诊断技术，对排水设备进行实时监测和故障诊断，及时发现并解决问题。
4.2 预防性维护：建立预防性维护机制，根据设备运行情况和维护记录，制定定期维护计划，减少设备故障率。
4.3 智能保养：采用智能保养技术，实现对排水设备的自动保养，延长设备使用寿命，降低运维成本。
五、安全管理系统5.1 安全监控：建立安全监控系统，实时监测排水系统运行状态，保障井下安全生产。
5.2 应急预案：制定排水系统应急预案，确保在突发情况下能够及时处置，减少事故损失。
水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产，其表现形式是矿井涌水量突然增大超出矿井排水系统的排水能力，因此，井下出水点的涌水量、排水沟水流量监测是一项非常重要的工作。
目前，矿井一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。
另外,水仓水位等参数也十分重要，有必要连续自动监测，但也普遍采用人工测量。
因此，建立矿井水文自动监测报警系统十分必要。
一、水文系统的功能1、系统的总体功能KJ273矿用水文动态监控系统实现对矿井井下水仓水位、水温，钻孔水压、水温、流量，明渠流量和给排水管道流量、压力以及地面钻孔的水位、水温等水文参数进行自动测量和记录。
及时掌握井下水文动态变化情况，水文数据的实时采集、组织与数据库建立、水文数据分析处理（如对数据进行校正、异常值分析、信息统计查询、图表的浏览打印等）、数据发布以及智能预测预警功能的实现。
KJ273矿用水文动态监控系统是根据煤矿系统的规范和要求，充分利用数据采集技术、计算机技术、网络技术和数据库技术等实现地下水水文数据的采集、处理和发布为一体的综合信息管理系统，是现代化科技与管理密切结合的一项系统工程。
它是煤矿部门实现地下水管理现代化、决策科学化的一个重要过程。
其核心是数据的采集处理和信息发布，通过将水文数据采集并处理后发布给相关各个煤矿部门，为各个部门在实施煤炭安全开采上提供有力的决策依据和参考，最终实现避免突水事件发生、避免煤矿发生水灾这一目的。
对于本系统，从一般的意义上来说，是要实现从数据采集处理到信息发布处理的全过程的自动化，主要包括以下几个方面: l)数据采集自动化:即应通过一定的采集方法，能够将煤矿部门需要的地下水的水位（水压）、流量、温度等数据自动的采集并按照一定的方式存贮。
2)数据处理自动化:采集到的数据能够以实时数据、报表统计、图形等形式直观的显示。
3)信息发布自动化:由于煤矿各个部门息息相关，因此，采集到的水文数据通过网络简单快捷发布给各个相关部门。
矿井安全监测系统概述引言矿井是一种高风险的工作环境，存在着许多与安全相关的问题。
为了保障矿工的安全和提高矿井的运营效率，矿井安全监测系统应运而生。
本文将对矿井安全监测系统进行概述，包括系统的工作原理、主要功能、应用场景以及未来的发展趋势等。
工作原理矿井安全监测系统利用各种传感器、网络通信和数据分析技术来实时监测矿井的各种安全指标。
传感器可以监测矿井中的气体浓度、温度、湿度等参数，以及地质结构的稳定性和瓦斯爆炸等潜在灾害。
监测数据通过网络传输到监控中心，并由数据分析算法进行处理和分析。
矿井安全监测系统的主要功能包括以下几个方面：1.实时监测：通过传感器对矿井各种安全指标进行实时监测，及时发现潜在的安全隐患；2.报警与预警：当监测数据超过设定的安全阈值时，系统会发出报警信号，提醒相关人员采取相应的措施；3.数据存储与分析：系统会将监测数据进行存储、整理和分析，生成报告和统计图表，为矿井管理者提供决策支持；4.远程监控：通过网络，监测中心可以实时远程监控矿井的安全状况，减少人员的实地巡检工作；5.系统集成：与其他矿井管理系统进行集成，提高整个矿井的运营效率和安全性。
矿井安全监测系统主要应用于以下几个场景：1.矿井通风系统监测：通过监测矿井中的氧气浓度、二氧化碳浓度、瓦斯浓度等指标，及时发现通风系统故障、瓦斯积聚等问题，确保矿工的安全；2.矿井地质监测：通过监测矿井的地质结构、地震活动等指标，预测和预防地质灾害，减少人员伤亡和财产损失；3.煤矿瓦斯监测：通过监测矿井中的瓦斯浓度，及时发现瓦斯超限和瓦斯爆炸等情况，保障矿工的生命安全；4.矿井水文监测：通过监测矿井的水位、水流速度等指标，预防淹水事故的发生，保障矿工的安全。
随着信息技术和传感器技术的不断发展，矿井安全监测系统也在不断演进和完善。
未来矿井安全监测系统可能出现以下几个发展趋势：1.传感器技术的创新：传感器将更加精确和可靠，可以监测更多类型的指标，比如矿工的体温和心率等，提供更全面的安全监测；2.数据分析与：数据分析算法和将被应用于系统中，通过大数据和机器学习技术，提高预警和诊断的准确性；3.无线通信和云计算：系统将采用无线通信技术，数据将存储在云端，实现远程监控和数据共享；4.虚拟现实和增强现实：虚拟现实和增强现实技术将被应用于培训和模拟环境中，提高矿工的安全意识和应急能力；5.自动化操作与智能化管理：系统将与其他矿井管理系统进行更深度的集成，实现自动化操作和智能化管理，提高矿井的运营效率和安全性。
矿井水处理自动化控制系统的研究运用摘要：矿井水处理是矿井生产中的一个重要环节，事关矿井环境保护工作，建设矿井水自动化处理系统可以提升水质处理的稳定性、可靠性、及时性。
关键词：矿井；水处理；自动化某矿井水文地质类型中等，+380 m水平以上的涌水通过主平峒自流排出，+380 m以下的涌水采用水泵二级接力排水方式排出。
+380 m水平以上自流排出的水量日常约100 m3/h, 雨季时可达400 m3/h; 井下二级排水排至地面的水量日常约500 m3/h, 高峰时期达1 000 m3/h。
井下未排水时，矿井水处理站日常进站水量约100 m3/h; 井下排水时，进站水量约600 m3/h, 雨季高峰时段进站水量约1 400 m3/h。
矿井于2019年扩建矿井水处理站，设计水处理能力1 000m3/h, 峰值处理能力1 500 m3/h, 处理站设置有容量1 000 m3的调节池和容量2 000 m3预曝反应池，具备储水调节流量功能，预曝反应池之后的处理环节由两路独立的处理系统组成，日常并联投入，当一路需要检修时，另一路可正常使用。
1 矿井水处理流程根据该矿井的水质情况，矿井排水主要需要处理水的酸碱度、悬浮物SS、COD(化学需氧量)、重金属锰等，主要的处理工艺流程见图1。
图1 矿井水处理流程该套处理系统工艺环节较多，需要同时协调控制提升水泵、环保石灰水投放、曝气反应空压机、絮凝剂(PAM)加药机、助凝剂(PAC)加药机、搅拌机、污泥泵、污泥隔膜泵(空压机)、锰砂罐水泵、榨泥机等设备，人工操作无法满足系统运行需要，需要建设一套自动化控制系统。
2 水处理控制逻辑该套矿井水自动化处理系统，集控主机采用S7-200 SMART作为主逻辑控制器，配套扩展多个数字量和模拟量模块，水质综合采集装置数据利用工业以太网与各子系统通信，根据子系统的各类信号，控制各子系统运行。
2.1 提升泵控制由于地势高差，矿井主平峒自流水进入矿井水处理站调节池后，需要通过提升泵抽排至预曝反应池。
矿井水文动态实时监测报警系统技术方案山东科技大学机电技术研究所山东鲁科自动化技术有限公司前言1、意义水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产，其表现形式是矿井涌水量突然增大超出矿井排水系统的排水能力，因此，井下出水点的涌水量、排水沟水流量监测是一项非常重要的工作。
目前，矿井一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。
另外,水仓水位、井下钻孔水压、地面野外钻孔水位等参数也十分重要，有必要连续自动监测，但也普遍采用人工测量。
因此，建立矿井水文自动监测报警系统十分必要。
2、系统主要实现监测内容系统可全天候监测引起矿井水害的各种参数，并在地面监控计算机上显示和存储，一旦出现险情（根据综合信息预报），井下立即报警，以便及时采取措施，保证矿井及井下人员安全。
监测数据可通过计算机网络查询，报警信息可以短信形式发送到有关人员的手机上。
系统主要监测内容如下：（1）矿井各含水层和积水区水位水压变化情况监测；（2）矿井地面降水量、井下不同区域涌水量及其变化情况监测；（3）矿井受水害威胁地点水文变化情况综合监测；（4）矿井防水设施维护状况监测；（5）矿井排水系统实际工况监测；（6）地面地质钻孔水位、水温监测；3、系统主要实现监测功能1）系统将各种防治水的因素和参数， 完全集中到一个统一的数据库 之中实现数据的统一管理。
（2）定时测量间隔时间 1分~24 小时可以任意设置。
（ 3）具有初步的分析功能， 显示各个地点历史数据， 历史曲线可以自 动绘制。
（4）可以根据需要自动打印有关的报表和曲线。
（5）具有超限自动报警功能，出现异常立即报警。
（6）具有网络管理远程管理功能。
（7）地面水文地质钻孔实现无线遥测通信功能。
4、系统硬件组成及工作原理本安电源本安电源分站级 RS485 总线通信分站通信分站接线盒传感器级 M-BUS 总线 智能水压传感器智能水压传感器智能水压传感器接线盒快速接图3.1 系统组成如图3.1 所示，水文观测系统主要由智能型水压传感器、智能型水位传感器、智能型位移传感器等）、监测分站、通信线路、通信接口及计算机组成，分布在各测点的智能型传感器完成被测量（钻孔水压）的测量，并通过一条公共传输线路（传感器级M-BUS 总线：四芯电缆，其中两根供电，两根通信）将测量数据发送给监测分站，再由监测分站通过另一条公共传输线路（终端级M-BUS 总线：四芯电缆，其中两根复位，两根通信）远传至地面监控计算机，实现集中处理、存储、报警，并送入矿和集团公司的计算机网络。
注意：使用前，请仔细阅读说明书，并严格按照说明书操作！！KJ514矿井水文监测系统使用说明书警示：1、严禁改变系统中任一组成设备的本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号！2、其他未经联检的设备严禁与系统使用联机。
3、井下严禁带电开盖。
执行标准：GB 3836-2010MT/T 1004-2006Q/CDD 007—2015KJ514矿井水文监测系统第一章概述1系统概述KJ514矿井水文监测系统是在我公司根据煤矿发展需求，针对煤矿水害问题突出的现状，为加强矿井水文地质基础、建立健全煤矿水害预测预报制度等工作，而研发的实时监测传输系统。
该系统解决了当前水文监测没有专用传输系统，不能完全独立工作，且无法建立水文专用系统的数据库，不能预测煤矿水文的发育变化的现状。
本系统可实现水位的实时监测，井上监控软件可实时保存传感器数据，并形成报表和绘制曲线，对水文变化进行软件分析，使工作人员及时掌握井下水害的动态变化规律，做出及时预测及处理。
该系统的成功研制，符合了煤矿全自动实时在线检测的发展需求，改进了煤矿信号传输制式，使用总线模式传输，提高了系统稳定性和可靠性。
由于使用一条总线传输，降低了线缆的成本，且安装维护方便。
系统工作示意图如下图所示。
2型号及其含义KJ 514登记序号矿用检测、控制系统或设备3 系统设计要求3.1 一般要求系统应符合本标准的规定，系统中的设备应符合相关标准的规定，并按照经规定程序批准的图样及文件制造和成套。
3.2 环境条件3.2.1 系统中用于机房、调度室的设备，应能在下列条件下正常工作。
a) 环境温度：15 ℃～30 ℃；b) 相对湿度：40 %～70 %；c) 温度变化率：小于 10 ℃/h，且不得结露；d) 大气压力：80 kPa～110 kPa；e) GB/T 2887 规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。
3.2.2 系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作：a) 环境温度：0 ℃～40 ℃；b) 平均相对湿度：不大于 95 %；c) 大气压力：80 kPa～110 kPa；d) 含有瓦斯和煤尘爆炸危险的场所，但无显著震动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体的煤矿井下。
平煤集团科技进步奖励申报书成果名称：矿井水文自动监测系统的研究与应用任务来源：朝川矿主要完成单位：朝川矿一井主要协作单位：矿地测科工作起止时间：2010年4月至今申报单位：一井生产科申报日期：2011 年 4 月1 日一、项目简介二、详细内容及推荐理由三、本项目曾获科技奖励情况四、申请、获得专利情况表五、申报、评审意见六、主要完成人员情况表附件成果应用证明目录1水文自动监测系统研究与应用项目计划任务书2水文自动监测系统研究与应用项目研究报告3水文自动监测系统研究与应用实施报告4水文自动监测系统研究与应用经济与社会效益分析报告项目编号：平煤（股份）科研项目计划任务书项目名称：水文自动监测系统研究与应用承担单位：朝川矿一井开发机构：朝川矿起止年月： 2010年4月至今项目负责人：陈卫国附表2：开发用需自制或新购设备情况附表3：开发用主要材料情况（不含中间试验）水文自动监测系统研究与应用项目研究报告平煤集团朝川矿二O一一年四月水文自动监测系统研究与应用项目研究报告一、概况：朝川矿一井，属斜井多水平分区式开拓，主要开采己16-17煤层，根据勘探工程、三维地震勘探资料，矿井地质报告，瞬变电磁及朝川矿区己组煤底部灰岩岩落水分布规律研究与治理及二水平揭露等已掌握资料分析，区内大中型构造较多，地质及水文地质条件复杂，煤层顶板砂岩水及底部灰岩岩溶水对采掘生产影响较大，特别是底部灰岩岩溶水。
由于长期受底板灰岩承压水影响，工作面向下布置困难。
目前一井二水平东翼泄水巷、-300东、西翼泄水巷、-390东、西翼泄水巷正在探水、泄水阶段，及时掌握这些地点的水位、水压的变化，对于下一步的探水、泄水工作显得尤为重要。
二、一井水害情况朝川矿一井回采煤层为己16-17煤层，煤层底板直接充水层为太原组薄层灰岩岩溶发育，富含岩溶水。
寒武系白云岩岩溶发育，岩溶水较丰富，是己16-17煤底板间接充水层。
太原组薄层灰岩与寒武系白云岩两含水层水力联系密切，太灰岩溶水接受寒灰岩溶水的补给。
太原组薄层灰岩顶板至己16-17煤底板之间的隔水层厚度平均只有8.37m，底板岩溶水水压较大，对己16-17煤生产构成威胁。
一井建井以及生产过程中，多次发生以煤层底板岩溶水为水源的突水。
建井过程中发生的大型突水事故主要有：（1）1973年4月8日，东风井巷道掘进过程中，遇到小断层，使煤层缺失，断层错动使煤层底板与石炭系灰岩含水层之间的距离减小至2m，岩溶水水压为0.75Mpa,薄弱隔水层在水压作用下发生底鼓，底板岩溶水突破隔水层突入矿井，突水量为380m3/h，淹没了东风井。
（2）1973年10月西风井工作面掘进过程中，多次发生突水。
掘进至8-8孔时，因钻孔封闭不良，底板灰岩突水，突水量90m3/h，出水点标高+90m，水压0.78Mpa。
1973年9月15日在+50m水平的四横贯，空气变凉，有水泡声，第三天底鼓出水50m3/h。
1973年9月29日掘进到+44m水平时，煤层变薄，产状紊乱，又出现了水泡声，比+50m水平的响声还大，连响四天，停了工作面，改掘+44m横贯。
1973年10月24日在斜井+44m水平巷道掘进时，发生底鼓突水，底鼓段长20～30m，水压1.34Mpa，突水量为720m3/h，导致西风井被淹。
（3）1980年12月9日一水平东翼运输大巷从己组煤层顶板砂岩中掘进过程中，遇到落差28m的断层，揭露石炭系灰岩含水层，造成突水。
突水量314m3/h,最大达到943 m3/h，水压0.5Mpa。
表1 朝川一井二水平突水点统计表水害水源来看，10次突水其水源来自于煤层底板太原组薄层灰岩和寒武系白云岩岩溶水，1次属于煤层顶板砂岩裂隙水。
从突水强度上看，特大型突水一次，突水量为1996m3/h，中等突水一次，突水量为109.8m3/h。
单纯以太原组灰岩岩溶水为水源的突水其水量较小，一般小于60m3/h，寒武系白云岩岩溶水补给或参与的突水其水量较大。
以煤层底板灰岩岩溶水为水源的突水，突水时往往伴有底鼓现象，水从底鼓周围裂隙带中流出来，大型突水水压较大，表现在水从突水口喷射而出形成水柱。
2001年12月26日，21030里工作面机巷在掘进过程中，发生底板突水事故。
突水点标高-106m，估计水压为0.5MPa，最大突水量为1996m3/h，稳定水量为300m3/h。
直接水源为石炭系岩溶水。
这次突水淹没了-86标高以下的3000m巷道以及-150m临时排水阵地的所有设备，至到2002年3月15日才恢复-150m泄水，造成重大经济损失。
三、矿井水害防治措施朝川矿一井属于水文地质条件复杂的矿井，底板石炭系和寒武系岩溶水水害是威胁着矿井安全生产的最不利因素。
在多年的防治水工作中，通过不断摸索和总结，把泄水降压作为防治煤层底板岩溶水水害的关键措施，并大幅度提高矿井排水能力。
安全生产实践表明，疏水降压效果显著，保证了安全生产。
自2001年12月26日，21030里工作面机巷掘进过程中发生大型底板岩溶水突水事故后，没有发生突水事故，岩溶水水压已经降至-210m。
1、疏水降压工程措施（1）-10水平泄水工程。
（2）-250m水平泄水工程。
2003年7月，一井－250水平主排水系统形成后，分期实施了泄水工程。
(3)东翼泄水巷布置在煤层底板灰岩中，长度720m,其中320m在灰岩中，掘进过程中未揭露大的溶洞，水量稳定在130m3/h。
至2005年11月，-250m水平西翼水压降至0.18Mpa,但东翼原-106突水点仍在出水，水量稳定在200-300 m3/h，水压仍居高不下，东翼-250m水压在1.4～1.5 Mpa。
2006年1月至2006年10月，在东翼泄水巷中逆L2灰岩倾向向-106出水点施工泄水孔，施工14个泄水孔，初期最大泄水量达到1202 m3/h，工程结束后总泄水量达到540 m3/h，东翼水压由1.43Mpa降至0.35 Mpa(水位-210m)，原-106突水点断流。
2006年在东翼泄水巷迎头位置施工超前钻孔时，钻孔出水，距离该出水点东南580m、620m的4-99孔和水1孔的水位分别是-47.26m和-32.06m，推测迎头水压在1.99～2.15 Mpa。
为此，2007年2月—5月施工了4个探放水孔，出水量在300 m3/h。
（4）目前随着矿井不断往深处延伸，矿井水文地质越来越复杂化，泄水任务也空前重要，-300东、西翼泄水巷的施工、-390东、西翼的泄水巷施工，-390泵房排水系统的完善等等，都是亟待、迫切的需要。
2、强化排水系统和提高排水能力3、水文监测、监控全天候化，达到早预测、早预防、早控制，不断提高矿井抗灾、防灾能力针对朝川矿一井水文地质条件复杂，随着一井开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，煤层开采受石炭系和寒武系灰岩岩溶承压水的威胁程度越来越严重；传统的水文监测方法一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。
既浪费人力、物力,也浪费财力,已不能适应时代的发展、并且一井井下各水文观测点又比较分散等情况。
经矿、井领导及有关技术部门详细研究与分析后，分别在二水平东翼泄水巷及二水平大巷、己一采区轨道下山等水文监测地点布置了一套基于光纤传输的矿井水文监测及其分析系统。
该系统利用先进的传感器技术、光纤传输技术,采集地下水的水温、水位、水压、明渠流量等信息,利用无线传输技术采集水文观测孔的水温、水位、水压信息,并对采集到的数据传输至地面计算机后，进行处理分析,及时有效地为煤矿安全生产提供了预警机制。
该系统集水文数据采集、数据处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体，采用现代化监测手段对地下水的各种参数进行监测，从而能够及时掌握水文动态，达到对水害事故的早发现、早预报、早防治等效果。
应用该系统可以及时掌握地下水的变化情况,为煤矿的安全生产提供保障，具有重要意义。
四、施工情况1、技术准备（1）由厂家提供全套图纸及设备合格证、说明书等随机技术资料；（2）组织工程技术人员及施工人员熟悉和审查图纸、资料；2、材料准备（3）根据图纸提出材料计划并及时落实到货情况，检查材料的材质、型号规格、数量是否符合设计要求。
3、施工机具准备根据工程情况及特点配备施工机械、设备、工具等。
4、安装根据厂家提供的设备，井下人员通过各种机械、设备、工具分别在-250东翼泄水巷、21070机巷水仓、二水平西大巷、己一采区运输下山、轨道下山、-390水平大巷等水文监测地点，安装好水文自动监测系统然后铺设数据传输线路，一直铺设至地面，与地面电脑数据分析处理系统相连接。
通过调试后，形成整个水文自动监测系统。
五、水文自动监测系统优缺点优点1、实现水文监测全天候化，能同时得出整个矿井涌水量情况；2、大大减少由于人工监测时，带来的各种困难；3、大大减少各种费用支出，为矿井节约了各种资金；缺点；1、在自动监测出现故障时，无法准确实现全方位监测；2、安装过程复杂化，自动监测系统容易损坏，必须保护好设备的完整性；六、结论任何事物都有它的优劣性，对于一井的水文地质情况来说。
监测地点多、水文地质条件复杂、路途遥远等问题。
使用水文自动监测系统无疑是最佳选择。
通过一年多来的使用情况来看，水文自动监测系统的优越性，已很明显。
水文自动监测系统的使用，不仅减少了各种费用的支出、还大大降低了职工的劳动强度，真正实现了一井的水文自动监测系统的自动化、全天候化。
为今后其他兄弟单位在水文监测系统技术改进方面，提供了一个很好的借鉴平台。
也提高了一井的防治水水平，增强了抗灾、防灾能力。
水文自动监测系统研究与应用的实施报告平煤（股份）朝川矿二O一一年四月朝川矿一井充分利用已掌握的地质地层资料，在二水平东翼泄水巷2号硐室施工，对水文监测系统经过充分研究论证，在技术上可行、经济上合理具有明显的经济效益和社会效益，实践证明水文监测系统在应用上符合一井实际。
现将实施情况汇报如下：2010年2月1日——3月3日由技术组成员在对朝川矿一井井下二水平东翼泄水巷、21070采面、二水平西大巷、己一采区运输下山、轨道下山、-390水平等地点进行现场实地考察，收集资料，通过综合分析和技术经济比较，提交水文自动自动监测系统改造方案设计。
并组织相关技术人员和矿、井领导进行技术论证，确定方案。
2010年3月4日——2010年3月31日经过一个多月的紧张安装施工，全部建立起水文自动监测系统，一井实现水文监测自动化。
2009年4月1日——至今为投入使用阶段为朝川矿一井的安全生产、持续、稳定、发展奠定了基础。
水文自动监测系统研究与应用的经济与社会效益分析报告平煤股份朝川矿二O一一年四月水文自动监测研究与应用的经济与社会效益分析报告《矿井水文自动监测系统技术的研究与应用》项目属于煤矿防治水领域研究范属。
