矿井水文监测系统技术方案

煤矿区井下水文观测孔施工技术分析云南省祥云县大箐海煤矿地处祥云煤田北部区域，煤炭资源开发历史相对悠久，但煤炭资源开发程度低，煤炭产业发展相对落后，究其原因是地质工作做的不够，使煤矿产业开采受到限制【1】。

为有效消除溶水对煤矿开采工作的威胁，需做好水文地质勘察工作，合理应用矿井下水文地质观测孔施工技术掌握煤炭开采区域内充水条件，在此基础上科学制定开采方案，提高煤炭开采质量与效率。

1矿区概况云南省祥云县大箐海煤矿区域内出出露地层由老到新有罗家大山组、三叠系上统云南驿组、白土田组、花果组等，矿区位于南北向禾甸背斜东翼北部紧密褶断地带，总体为一不完整的背斜构造，次级构造相对复杂，局部小褶皱发育，断层较发育【2】。

矿区内地下水相对丰富，整体地质条件相对复杂。

2煤矿区井下水文观测孔施工技术分析经调查分析得知，我国多数煤矿区受下部岩溶水威胁，在煤炭开采过程中经常发生演井、突水等事故，威胁人员设备安全。

究其原因，是煤矿开采单位在进行建设与开采工作时，未做足地质勘察工作，未掌握准确全面的水文地质信息，使煤炭开采作业处于危险之中。

而要想探清煤矿区域内各项地质条件，水文观测孔是必不可少的研究手段。

与其他探测技术相比，水文观测孔具有不易破坏、易推广、成本低、可建立矿井水位动态观测系统等优点，近年来在矿区生产中得到了将相对广泛的应用【3】。

下面就这一技术的应用做具体分析。

2.1钻孔结构井下水文观测孔设计有一定的孔深要求，一般情况下，要将孔深控制在200米左右，但在具体操作中，需根据一开、二开、三开、四开等具体的观测孔位置、观测要求合理确定孔深、孔径，并根据具体水压大小控制止水管长度，以保证观测效果。

其中，在二开下入的技术套管深度应当符合煤矿防治水规定要求，不能出现违规设计、施工情况。

2.2 固井要求在固井设计方面，要合理控制浆液水灰比，并确保所有套管都使用42.5R 普通硅酸盐水泥进行固井【4】。

对于观测孔，需做好防腐处理，尤其是在孔口以上位置更要采取相应防腐措施，避免在后期使用过程中出现质量问题；此外，还需使用黄麻将观测套管的孔口处进行保护。

煤矿水患监测和管理解决方案一、解决方案背景随着中国煤矿安全生产的要求日益严格，对煤矿安全生产环境的监控成为了重要的工作内容。

其中，煤矿水患问题是影响矿山安全生产的重要因素之一，对其进行有效的实时监控和管理至关重要。

二、解决方案目标本解决方案旨在通过引入先进的水患监测和管理技术，构建一个全方位、实时的煤矿水患监测和管理系统，以提升对煤矿水患的防控能力，保障煤矿的安全生产。

三、解决方案描述本解决方案主要由以下几部分组成：1. 水患监测设备：选用高精度的水位传感器、流速传感器、水温传感器等，实时监测矿井水患的动态变化，如水位、流速、温度等信息。

2. 数据收集和传输设备：采用工业级的无线通信设备和数据采集器，将监测到的数据实时传输至地面控制中心。

3. 数据处理和分析系统：在地面控制中心，通过先进的数据处理和分析系统，实时接收、处理和分析来自矿井的各种水患数据，形成实时的监控画面，并实现数据的自动记录和报告。

4. 预警和应急系统：当系统检测到异常情况，如水位突然上升，流速突然加快等，可以自动发出预警，启动应急措施，如启动应急抽水设备，关闭相关区域，保障矿井安全。

5. 云平台和移动访问：通过云平台，可以将监控系统与外部环境连接，使得管理人员可以随时随地通过手机或平板电脑访问监控系统，获取实时信息，做出决策。

四、实施步骤1. 对矿井进行全面的水文地质调查，确定监测设备的安装位置。

2. 安装监测设备和数据收集与传输设备。

3. 在地面控制中心建立数据处理和分析系统，连接所有监测设备。

4. 建立预警和应急系统，制定应急预案。

5. 连接云平台和移动访问设备，进行系统测试和调试。

6. 对操作人员进行培训，确保他们能够正确使用系统。

五、期望效果1. 提高水患管理效率：通过实时的水患监测，使得管理人员能够快速、准确地了解矿井的水患状况，提高了水患管理的效率。

2. 增强预警能力：系统能够根据设定的阈值自动发出预警，提前发现潜在的水患问题，从而避免或减少矿井事故的发生。

煤矿矿井六大系统建设及整改方案一、煤矿矿井六大系统概述煤矿矿井六大系统主要包括采掘、机电、通风、水文、安全、管理等六个方面，是保障矿井运行安全稳定的重要系统。

其中，采掘系统是煤矿生产的核心，机电系统是保障煤矿设施设备正常运行的关键，通风系统是保障矿井内空气清新流通的重要部分，水文系统是防止煤矿水灾的关键，安全系统是保障煤矿工作环境安全稳定的必要条件，管理系统是保障煤矿安全生产正常有序运行的重要保障。

二、采掘系统建设及整改方案采掘系统是煤矿生产的核心，建设和整改工作应集中力量进行。

重点是加强矿井内采掘设备的使用和维护，严格执行矿井安全规程和制度。

同时应优化设备配置，配备先进的采掘设备，提高煤矿生产效率和安全性。

此外，还应在采掘现场设置检测监控装置，实现对煤炭、瓦斯等安全指标的实时监测和数据分析。

三、机电系统建设及整改方案机电系统是煤矿设施设备正常运行的关键，建设和整改工作应紧密配合采掘系统建设。

重点是对煤矿设施设备的更新、调整和改进，提高设备的效益和耐用性，增强煤矿设施设备的自动化程度，降低设备维护成本。

同时，应加强对设备的监测和维护，定期进行设备检修，避免因设备故障引发安全事故。

四、通风系统建设及整改方案通风系统是保障矿井内空气清新流通的重要部分，建设和整改工作应注重通风系统的完善和现代化。

一是应定期清理矿井内的积水和粉尘，确保矿井内环境卫生干净；二是应加强通风设备的投入，保证空气清新流通，防止毒气积聚；三是应建立完善的通风监测系统，对矿井内的空气流动情况进行实时检测，及时发现和解决存在的问题。

五、水文系统建设及整改方案水文系统是防止煤矿水灾的关键，建设和整改工作应强调防水措施的完善和改进。

首先，应建立全面的排水系统，确保矿井内及时排水；其次，应采用先进的防水技术和设备，如隔离墙、封堵剂等，提高煤矿防水能力；另外，应定期对抽水设备进行检修和更换，确保其正常运转，防止因设备故障引发水灾事故的发生。

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。

李雅庄煤矿水文监测系统管理制度
1、地测科建立专项水文监测台帐，每季度对矿井水文动态观测系统巡视一遍，重点检查设备完好情况、分站处巷道围岩稳定情况、通风情况等，发现问题要及时解决，保证设备正常运行，
2、由地测科、机电科、通风区监测组专人定期对井下各水文监测设备进行一次专项检查。

重点对井下分站设备的防爆性能、井下供电电缆和开关、地面信号传输电话线每季度检查一次，杜绝失爆、破损、与相关规定不符等现象。

3、矿调度技术中心组对井下设备所用传输信号的电话线每季度检查一次，线路布设符合相关要求。

4、井下设备实行责任区管理保护，由所在区队负责，不得无故停电、移动分站设备、挪动电缆等，对发现的巷道破坏、积水等情况要及时上报地测科，由地测科落实通风监测组及时维护，严禁往钻孔中排水。

5、地测科每天检查地面主控设备运行情况，数据信号传输情况，发现问题及时联系相关单位进行处理。

6、地测科每月对观测数据分析整理一次，并绘制观测数据折线图，分析本月各水文监测数据的真实性、客观性，并将分析结果与矿井采掘实际、井下排水情况进行总结。

预测预报下一个月主要采掘活动对强含水层的影响范围，最终存档保存。

7、地测科负责地面各水文监测孔的正常传输，针对定时不能传输的水文监测孔进行维护和续费。

对于彻底损坏或不能正常维修的水文监测孔，及时联系厂家进行维护使用。

并对井上各水文监测孔形成定期检查台帐。

保障水文监测系统的监测有效，更好的服务矿井安全生产。

8、发生水灾时，地测科要24小时对水文动态观测系进行分析，为水灾防治提供技术支持。

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。

矿井水文自动监测系统研究矿井水文自动监测系统是利用现代计算机、传感技术以及自动控制技术集成的一种智能化系统。

该系统能够实时监测矿井涌水情况、水位变化以及水质情况，是保障矿井安全的重要手段之一。

矿井涌水事件是矿井灾害中最严重的事故之一，其影响不仅仅在于造成矿井生产中断，对于周围的环境影响也是不可忽视的。

针对这一问题，矿井水文自动监测系统应运而生。

该系统主要实现对矿井涌水情况的实时监测。

其主要包括以下方面：1. 实时监测矿井水位变化，对于一些可能威胁矿井安全的异动，可以第一时间的得到反馈。

2. 实时监测矿井涌水量以及流量，以及水的温度、PH值、含氧量等重要参数，对于矿井水质情况的变化也能及时发现。

3. 对于矿井水文监测数据进行自动化处理，进行数据分析，对于某些可能发生的涌水事件进行趋势预测，以此提高矿井安全的预警能力。

除此之外，该系统还拥有数据存储、数据传输和数据分析的功能。

数据可以储存在中心数据库中，进行数据比对，分析涌水规律等信息，自动化地处理数据流程，快速有效地实现对矿井监测的全面覆盖。

矿井涌水事件不规律性、突发性强，因此，矿井水文自动监测系统设计时需要注重实用性和可靠性。

具体而言，应该注重以下几个方面：首先，设计具有严格的稳定性和可靠性。

矿井水文自动监测系统需要长时间运行，需要在任何情况下都能够稳定工作，不容易出现故障。

因此，该系统必须采用优质工业级硬件，提高系统抗干扰能力，保证系统长时间的稳定运行。

其次，应该保证数据的精确度和准确性。

矿井水文监测数据是保障矿井安全的重要指标，数据的准确性和精确度非常重要。

为此，需要从传感器、数据处理器、通信设备、存储设备等多个方面进行保证。

最后，需要强调监测数据的实时性。

矿井涌水事件的发生往往是瞬间的，因此，对于监测数据的获取和传输需要实时性高。

为实现数据的实时传输，只能通过构建一个有效的数据传输通道，并采用高速信号传输的方式，确保数据的及时传输和处理。

总之，矿井水文自动监测系统的研究和应用，对于矿井涌水事件的防范和安全保障具有非常重要的意义。