中国矿业大学王长申获国家专利权
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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种矿井水害智能预警系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120851627B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511352115.1,技术领域涉及:G06Q10/0635;该发明授权一种矿井水害智能预警系统及方法是由王长申设计研发完成,并于2025-09-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种矿井水害智能预警系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种矿井水害智能预警系统及方法,涉及矿井水害监测技术领域。预警方法包括突水风险预警、淹井风险预警和水环境风险预警;其中突水风险预警通过滑动窗口处理涌水量时序数据,连续三次异常激发三级突水风险预警,可升级预警并预测突水量;淹井风险预警基于涌水量与排水能力、水仓容积双比值设置三级阈值;水环境风险预警依国标监测水质,依据污染风险指数分三级进行预警。预警系统包括监测、数据管理、水害预警及可视化单元。本发明通过多参数协同监测、智能分析和专家判断,可显著提升水害预警的准确性、时效性和智能化水平。
本发明授权一种矿井水害智能预警系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种矿井水害智能预警方法,其特征在于,所述水害智能预警方法包括突水风险预警,所述突水风险预警包括以下步骤: 按设置的固定时长,采集矿井监测区内的涌水量,形成涌水量时序数据; 设置固定宽度的时间窗,计算该时间窗内涌水量时序数据的平均值及标准方差;固定宽度为固定时长的N倍; 采用滑动窗口机制,当顺次加入下一个新的涌水量数据时,剔除窗口内最旧的涌水量数据;随着时间窗向前滑动,不断顺次更新时序数据及时间窗内平均值和标准方差; 当下一个新的涌水量数据的值超过当前时间窗内平均涌水量加2倍或3倍标准方差时,则判定该新的涌水量数据为初次异常涌水量;后续滑入数据也与当前时间窗内平均涌水量加2倍或3倍标准方差进行比较,以判断是否为异常涌水量; 若连续出现三次及以上异常涌水量,则判定此次连续异常为突水风险异常,以初次异常涌水量的前一次涌水量作为突水预警起始点,激发基于突水量的风险预警;突水量为单次异常涌水量与突水预警起始点涌水量之间的差值; 所述突水风险预警还包括响应数据的同步监测与预警升级机制,具体如下:监测和同步获取与突水风险相关的响应数据,响应数据类型包括地下水位、降水量、地面沉降量和水化学指标值; 对所述响应数据均采用与涌水量监测相同的滑动窗口机制进行处理,具体为:设置与涌水量监测相同固定宽度的时间窗,时间窗由连续监测的响应数据组成;当时间窗滑入新的响应数据时,剔除当前窗口内最旧的响应数据,维持时间窗的窗口宽度恒定; 若新滑入的响应数据大于当前时间窗内响应数据的平均数值加2倍或3倍标准方差,则判定新滑入的响应数据构成当前时间窗响应数据的异常数据;若后续滑入数据构成连续三次及以上异常数据,则判定该异常数据属于与涌水量同步的异常响应,则结合异常数据的响应幅度提升突水风险预警级别,即原轻度突水风险预警升级为中度突水风险预警,原中度突水风险预警升级为重度突水风险预警,原重度突水风险预警保持不变;同时,在判断响应数据发生同步异常响应之后,基于突水量与响应数据异常的响应关系,预测后续三个时间点的突水量以及依据预测突水量进行突水风险预警; 所述水害智能预警方法还包括淹井风险预警,所述淹井风险预警包括以下步骤: 实时监测并获取矿井监测区内的涌水量和预测突水量; 获取排水系统设备运行和水仓容积的情况,实时更新矿井监测区的排水能力; 根据实时监测得出的矿井监测区的涌水量和预测突水量与实时排水能力比值α,以α分别为0.8倍、0.9倍和1.0设置三级梯级预警,输出淹井风险;同时,按规范经验公式实时计算监测涌水量和预测突水量所需要的水仓容积和现有水仓容积之比,以分别为0.8倍、0.9倍和1.0设置三级梯级预警,输出淹井风险,形成双淹井风险预警机制; 所述水害智能预警方法还包括水环境风险预警,所述水环境风险预警包括以下步骤: 确定监测矿井排放水的水污染物控制项目和最高允许排放浓度标准,按规定的位置、时段和频次实时在线监测和按规定采样频次取样测试矿井排放水水质指标,水质指标包括常规理化指标和水污染排放控制指标; 实时分析排放水水质指标的变化趋势和异常值,计算日均排放浓度和年排放总量; 定义污染风险指数γ为排放水污染物日均排放浓度与最高允许排放浓度的比值,比值1,表明已经超过排放标准,已经存在污染风险;基于污染风险指数计算值划分水污染风险预警等级,当污染风险指数满足:0.8≤γ0.9,则输出潜在污染风险预警;当污染风险指数满足:0.9≤γ1.0,则输出临界污染风险预警;当污染风险指数γ≥1.0,则输出超标污染风险预警。
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