浅谈水文动态监测系统在大众煤矿防治水中的应用

2018-10-15程路陈国利王正海孙小亮

炎黄地理 2018年6期

关键词：监测

程路陈国利王正海孙小亮

摘要：矿井水文动态监测系统是一种实现煤矿井上、井下水情综合监测预警系统，介绍了该系统的工作原理及测量精度；大众煤矿自安装了矿井水文动态监测系统后，通过对监测系统的应用既节省了人工，又保证了观测精度，水文技术人员能够动态掌握井上、井下水文钻孔水位、水压、水温、流量等水文情况，起到了预防水患的作用。

关键词：矿井水害；水文动态；监测；防治水

大众煤矿目前开采山西组二1煤，赋存标高为-100m～-800m，矿井分为两个水平，第一水平（-250m水平），第二水平（-553m水平），矿井已开采到-250水平，改扩建工程延伸到第二水平（-553水平），与矿井相邻的马村煤矿、王海地煤矿、铜冶煤矿均在2011-2012年相继关闭，通过查阅资料和走访调查的形式对周边煤矿老空水分布情况及井田范围内的老空水情况进行了调查分析，矿井上部煤矿（铜冶、马村等）关闭后通过与大众矿井田边界采空区透水量约200m3/h，2013年元月矿井采取对透水巷道截流后铺设专用管道直接排到中央水仓，对矿井安全生产影响不大，现矿井主要充水水源为顶板砂岩裂隙水及周边煤矿老空水，矿井水文地质类型为“中等”。

1.KJ802矿井水文监测系统简介

KJ802矿井水文监测系统是对矿井上、下水文观测点进行综合监测的系统。系统以工控机为核心，集电子、通讯、网络和水文等技术为一体的现代化监测系统，它涉及到水文数据的采集、显示与上传，通过网络来进行各部分的连接工作，最终完成在煤矿企业内部水文信息数据的共享。

通过本系统，技术人员可在地面办公室内动态监测井上、井下各水文观测点的水位、水压、水温、流量信息。在遇突发事件，水文技术人员通过分析系统主站内井上、井下各分站反馈回的综合信息，便可判断出是哪个层位的含水层透水及涌水量，从而进行有效采取措施，大大提高了矿井的安全生产。

2.系统组成及工作原理

系统组成，可分为地面水文遥测系统和井下水文监测系统两部分组成。井下部分完成排水沟和管路流量、钻孔水压、水温等参数的测量。地面部分完成排水管路流量及地面水文观测钻孔水位、水温的测量。

大众煤矿水文动态监测系统的应用：结合大众煤矿的实际需要，大众煤矿安装了4套超声波管道流量监测装置，1套明渠水位及流量监测装置，1套地面长观孔监测装置，实现了整个矿井的井上、井下水文参数数据的实时监测，通过无线遥测的方式实现连续或定时自动记录地面水文長观孔内水位（水压）、水温的变化情况，并利用GSM无线通讯模块将所测数据传送至主站进行数据处理；通过井下现场总线的方式实现井下矿井汇总涌水量的实时动态监测和4组管道流量、水压、水温等水文参数。

3.大众煤矿采用的KJ802水文动态监测系统有以下特点

（1）适用面广，不仅适用于地面长观孔的监测，而且适用于井下压力、流量的监测。不仅适用于日常观测，而且适用于矿井涌水量自动监测。

（2）集成化数据处理，主站数据处理系统实现了集成化，既可处理遥测数据，也可处理自动记录数据、明渠流量测量数据、压力流量动态监测数据。

（3）可靠性高，采用大规模集成电路，高可靠性稳压电源，保证了系统无人值守下的可靠运行，井上采用GSM网络进行数据传输，不受距离的限制，凡有通讯信号的地方，均能够进行数据传输。

（4）分站具有独立性和兼容性。分站可以显示及参数设置，可以现场对分站的参数进行设置，并且显示实测数据，独立工作而无须其它辅助设备。

（5）软件具有循环检测、单点追踪、定时检测等各种检测手段，提供数据的查、改、删等编辑功能，图形处理、报表处理等分析手段，且具有水位超限报警、传感器出水面报警等系统安全运行报警功能。

4.观测精度对比分析

（1）大众煤矿水文动态监测系统安装情况：

依据矿井水文动态监测系统安装技术条件的要求，结合大众煤矿的实际需要，大众煤矿在矿区范围内设置了4套超声波管道流量监测装置，1套明渠水位及流量监测装置，1套地面长观孔监测装置，实现了整个矿井的井上、井下水文参数数据的实时监测。

（2）野外钻孔水位测量

为验证野外钻孔水位遥测仪的测量精度，由人工采用测绳对野外1个钻孔的水位进行了同步测量，人工测量与仪器测量的结果，二者相差最大为49mm。

（3）排水管流量测量