煤礦數(shù)字化智慧礦山整體解決數(shù)字化礦山架構(gòu)及建設(shè)模型

圖3-36基于工作流的信息分級(jí)處理反饋管理模型圖3-37分級(jí)管理責(zé)任人定制示意圖

3.5礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和方法煤礦井下作業(yè)是不同于其它的生產(chǎn)系統(tǒng)。與地面作業(yè)系統(tǒng)相比，它具有許多不安全的自然因素：瓦斯、煤塵、煤自然、頂板與水害等重大危險(xiǎn)源對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)及作業(yè)人員構(gòu)成威脅，這就要求生產(chǎn)技術(shù)層與管理決策層在生產(chǎn)過程中能事先預(yù)測(cè)發(fā)生事故的可能性，確定生產(chǎn)系統(tǒng)的危險(xiǎn)狀態(tài)，摸清和掌握事故發(fā)生規(guī)律，預(yù)報(bào)可能發(fā)生的危險(xiǎn)性，以便采取相關(guān)預(yù)防措施。煤礦重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系主要是面對(duì)重大危險(xiǎn)源的單一評(píng)價(jià)以及危險(xiǎn)源相互間制約的區(qū)域評(píng)價(jià)。危險(xiǎn)源因素間相互牽連，相互制約造成礦井重大危險(xiǎn)源發(fā)生。為此，煤礦重大危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的主要研究?jī)?nèi)容包括煤礦重大危險(xiǎn)源的分級(jí)體系、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立原則、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系相關(guān)指標(biāo)的定量化問題以及指標(biāo)體系庫(kù)的構(gòu)建。3.5.1煤礦重大危險(xiǎn)源分級(jí)體系礦井重大危險(xiǎn)源分級(jí)體系研究是災(zāi)害識(shí)別、預(yù)警預(yù)報(bào)與決策分析的基礎(chǔ)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別、預(yù)警預(yù)報(bào)與決策支持管理還沒有形成一套管理標(biāo)準(zhǔn)體系。為此，煤礦重大危險(xiǎn)源隱患分級(jí)體系研究將有助于煤礦重大危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與預(yù)警預(yù)報(bào)。礦井重大危險(xiǎn)源分級(jí)是根據(jù)主要災(zāi)情指標(biāo)，劃分等級(jí)，以此反映災(zāi)害程度。重大危險(xiǎn)源分級(jí)的目的是更加清晰地反映災(zāi)情。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)礦井重大危險(xiǎn)源分級(jí)還沒有比較一致的意見和標(biāo)準(zhǔn)。但是，一般礦井重大危險(xiǎn)源分級(jí)的基本原則如下：（1）分級(jí)種類和指標(biāo)要反映災(zāi)害的基本屬性特征和主要災(zāi)情特點(diǎn)。（2）劃分的級(jí)次數(shù)量和不同級(jí)次的幅度適當(dāng)，要恰如其分地反映災(zāi)情。（3）等級(jí)指標(biāo)明確，劃分方法簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用。（4）考慮國(guó)外礦井重大危險(xiǎn)源分級(jí)和其他危險(xiǎn)源的分級(jí)方法，便于對(duì)比。根據(jù)災(zāi)情調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和評(píng)估的需要，可以從不同方面對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分級(jí)，如災(zāi)變分級(jí)、災(zāi)度分級(jí)和風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)。目前，參照國(guó)土資源部和國(guó)家氣象局對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性的分級(jí)是采用5級(jí)體系，我們也將礦井重大危險(xiǎn)源的不同危險(xiǎn)級(jí)別采用不同的表現(xiàn)及發(fā)布方式：5級(jí)，災(zāi)害發(fā)生的可能性極大。4級(jí)，災(zāi)害發(fā)生的可能性大。3級(jí)，災(zāi)害發(fā)生的可能性中等（較大）。2級(jí)，不易發(fā)生災(zāi)害（小）。1級(jí)，不發(fā)生（很?。Ｆ渲?，3級(jí)在預(yù)報(bào)中為注意級(jí)，4級(jí)在預(yù)報(bào)中為預(yù)警級(jí)，5級(jí)在預(yù)報(bào)中為警報(bào)級(jí)；1-2級(jí)不發(fā)布任何警報(bào)，如表3-1。表3-1礦井重大危險(xiǎn)源發(fā)生可能性等級(jí)等級(jí)說明備注5可能性極大警報(bào)級(jí)4可能性大預(yù)警級(jí)3可能性中等注意級(jí)2不易發(fā)生不發(fā)布1不發(fā)生不發(fā)布

3.5.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則煤礦重大危險(xiǎn)源隱患評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題，指標(biāo)體系的構(gòu)建原則必須具有系統(tǒng)性、科學(xué)性、普遍性與特殊性、可量化性。系統(tǒng)整體性系統(tǒng)整體性原則主要包括構(gòu)建指標(biāo)體系的目的性、整體性、層次結(jié)構(gòu)性、關(guān)聯(lián)性與可適用性等。（1）目的性：煤礦重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立的目的就是實(shí)現(xiàn)礦井重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別、預(yù)警預(yù)報(bào)以及決策分析，實(shí)現(xiàn)相關(guān)步驟的評(píng)價(jià)。為達(dá)到這一目的，必須建立反映礦井重大危險(xiǎn)源的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并在不同階段進(jìn)行優(yōu)化與控制。（2）整體性：礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定是來源于危險(xiǎn)源因素的分析，災(zāi)害的發(fā)生可能是單一指標(biāo)導(dǎo)致，也可能是相關(guān)指標(biāo)整體作用產(chǎn)生。為此，礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)不是單個(gè)指標(biāo)的簡(jiǎn)單集合，評(píng)價(jià)指標(biāo)及其功能，評(píng)價(jià)指標(biāo)間的關(guān)系必須服從礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)的整體目標(biāo)和功能。只有在整體功能實(shí)現(xiàn)的前提下，參評(píng)指標(biāo)的選擇才是正確和完善的，評(píng)價(jià)結(jié)果才能反映整體性。（3）層次結(jié)構(gòu)性：評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是由一定層次結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)組成，在層次結(jié)構(gòu)中，各評(píng)價(jià)指標(biāo)表述了不同層次評(píng)價(jià)指標(biāo)的從屬關(guān)系和相互作用關(guān)系，從而構(gòu)成一個(gè)有序、系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。（4）關(guān)聯(lián)性：主要充分考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)體系內(nèi)部的指標(biāo)屬性關(guān)聯(lián)性。指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)影響與關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)。（5）可適用性：任何指標(biāo)的建立必須具有較強(qiáng)的可操作性與實(shí)用性。2.科學(xué)性礦井安全事故的發(fā)生是礦井安全隱患按照科學(xué)的自然規(guī)律產(chǎn)生，也是客觀存在的。這就要求對(duì)其評(píng)價(jià)的指標(biāo)具有科學(xué)性和客觀性，評(píng)價(jià)指標(biāo)就必須通過客觀規(guī)律、理論知識(shí)分析獲得，形成經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的互補(bǔ)，還必須保證評(píng)價(jià)指標(biāo)的概念明確。指標(biāo)的特殊性與普遍性評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定要根據(jù)其共性（普遍性）與特殊性。例如，同樣是瓦斯事故，但導(dǎo)致事故發(fā)生的因素可能不一致，有的是瓦斯積聚導(dǎo)致爆炸事故，有的是煤與瓦斯突出導(dǎo)致瓦斯事故。在指標(biāo)建立過程中，采用通用性原則對(duì)礦井普遍存在的共性指標(biāo)建立評(píng)價(jià)層，如瓦斯積聚的評(píng)價(jià)。而對(duì)于特殊性指標(biāo)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)層次和關(guān)系作為特殊指標(biāo)處理，既保證了評(píng)價(jià)的普遍性，又兼顧了特殊性?？闪炕噪S著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及決策模型與方法的研究與成熟，通過量化指標(biāo)實(shí)現(xiàn)礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)是一種趨勢(shì)。特別在多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系中，定性是基礎(chǔ)，定量是目標(biāo)。依據(jù)量化指標(biāo)參數(shù)評(píng)價(jià)可提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

3.5.3評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的選擇和確定是評(píng)價(jià)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，直接影響到評(píng)價(jià)的精度和結(jié)果。指標(biāo)體系應(yīng)能夠反映礦井重大危險(xiǎn)源的主要特征和基本狀況，以反映礦井重大危險(xiǎn)源存在危險(xiǎn)狀態(tài)為目標(biāo)。因此，指標(biāo)體系的構(gòu)成要素對(duì)評(píng)價(jià)過程至關(guān)重要，選擇的因素太多，可能過分增加系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和評(píng)價(jià)的難度，而且掩蓋了主要的關(guān)鍵因素；指標(biāo)因素過少，評(píng)價(jià)過程簡(jiǎn)單易行，則不能全面系統(tǒng)客觀地反映實(shí)際情況。引發(fā)礦井安全問題的因素是多種，幾乎涵蓋了生產(chǎn)技術(shù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)?？傮w上講，主要包括7類：（1）地質(zhì)因素：主要是影響采掘工作的地質(zhì)狀況，如構(gòu)造、水文、煤層穩(wěn)定性、煤層傾角以及頂?shù)装鍘r性等。（2）災(zāi)害因素：包括瓦斯、煤塵、火災(zāi)、水災(zāi)等煤礦典型災(zāi)害，其中前3類是煤礦通風(fēng)災(zāi)害、第四類為地質(zhì)災(zāi)害。（3）煤層開采工藝因素：主要包括采煤、掘進(jìn)和運(yùn)輸?shù)乳_采技術(shù)和工藝條件等。（4）生產(chǎn)裝備因素：在整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中，裝備因素是內(nèi)容最多、涵蓋面最寬的因素，包括如采掘機(jī)械化程度、各種設(shè)備的完好情況以及安全技術(shù)措施的落實(shí)等。（5）生產(chǎn)人員素質(zhì)因素：人的因素在人機(jī)環(huán)境中占有獨(dú)特的地位，其中生產(chǎn)人員的素質(zhì)狀況對(duì)安全系統(tǒng)狀態(tài)起著重要的影響。反映人員素質(zhì)因素主要包括文化程度、年齡結(jié)構(gòu)、工作年齡以及受教育和培訓(xùn)的程度等。（6）環(huán)境條件因素：主要是作業(yè)人員的生存環(huán)境，如環(huán)境的照明、溫度等。（7）礦井危險(xiǎn)源因素：這也是影響礦井安全性最為重要的因素之一，包括瓦斯超限、積聚、采掘作業(yè)質(zhì)量、火源、電器失爆等。上述7類因素構(gòu)成了礦井安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系如圖。構(gòu)成礦井安全危險(xiǎn)的因素主要由地質(zhì)、災(zāi)害、管理、生產(chǎn)裝備、生產(chǎn)人員素質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境與危險(xiǎn)源等，而其中礦井重大危險(xiǎn)源隱患與地質(zhì)、災(zāi)害以及危險(xiǎn)源密切相關(guān)。礦井重大危險(xiǎn)源隱患的識(shí)別、預(yù)警預(yù)報(bào)與決策支持工作在現(xiàn)有生產(chǎn)裝備、人員水平以及生產(chǎn)環(huán)境的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)是提高重大危險(xiǎn)源隱患因素的識(shí)別、進(jìn)而提高災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)能力、最終真正提高管理決策能力。地質(zhì)因素、災(zāi)害因素與危險(xiǎn)源因素是三類重點(diǎn)一級(jí)指標(biāo)體系。圖3-38是礦井安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的頂層結(jié)構(gòu)，總體上分為7類。依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則，七大類指標(biāo)進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)所有定性指標(biāo)和定量指標(biāo)進(jìn)行描述，并實(shí)現(xiàn)為礦井重大危險(xiǎn)源隱患危險(xiǎn)性評(píng)判模型服務(wù)?；谶@一原則，并依據(jù)礦井重大危險(xiǎn)源隱患重點(diǎn)三類指標(biāo)體系建立第二層次與第三層次的指標(biāo)體系，地質(zhì)因素分解如圖3-39，災(zāi)害因素分解如圖3-40。水害評(píng)價(jià)主要依據(jù)采空積水區(qū)、小窯采空積水區(qū)、老巷、斷層防水煤柱、底板重點(diǎn)警戒區(qū)、水文長(zhǎng)觀孔、地表水體、物探水文異常區(qū)等一系列導(dǎo)水、涌水通道的三層指標(biāo)；瓦斯災(zāi)害評(píng)價(jià)的三層指標(biāo)主要包括瓦斯探頭、高瓦斯區(qū)、突出威脅區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)以及高瓦斯掘進(jìn)面。圖3-38礦井安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖3-39地質(zhì)因素指標(biāo)分解圖圖3-40礦井重大危險(xiǎn)源因素指標(biāo)分解圖評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建過程中，各指標(biāo)以指標(biāo)定量化為基本原則和目標(biāo)，對(duì)定性指標(biāo)也進(jìn)行定量化處理，在礦井重大危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)過程沒有任何定性指標(biāo)參與評(píng)判。并通過特定的方法將定性指標(biāo)定量化處理轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo)，但不影響評(píng)價(jià)過程及其處理結(jié)果。在評(píng)價(jià)過程中，定性指標(biāo)的定量化處理是分析、處理礦井重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別的重要步驟，相關(guān)定量化方法的選擇與應(yīng)用十分關(guān)鍵。

3.5.4評(píng)價(jià)指標(biāo)體系礦井重大危險(xiǎn)源主要包括水、火、瓦斯、頂板等四類災(zāi)害，其中最為常見的是瓦斯災(zāi)害與水害，同時(shí)在指標(biāo)定量化考核相對(duì)簡(jiǎn)單、容易。重點(diǎn)討論水害、瓦斯災(zāi)害的三層指標(biāo)體系及其量化是相關(guān)災(zāi)害評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，本節(jié)將給出瓦斯災(zāi)害與水害的量化三層指標(biāo)體系及相應(yīng)的災(zāi)害報(bào)警級(jí)別和消警建議。礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系庫(kù)就是礦井重大危險(xiǎn)源隱患發(fā)生具體評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)的知識(shí)庫(kù)，礦井瓦斯、水害等危險(xiǎn)源的不同指標(biāo)體系及其臨界值，同時(shí)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與測(cè)站的說明牌。測(cè)站說明牌是掌握設(shè)備參數(shù)的直接來源，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性；監(jiān)測(cè)表指標(biāo)是掌握危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)的一手資料，只有有了它才能評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性與準(zhǔn)確性；評(píng)價(jià)指標(biāo)是危險(xiǎn)源不同級(jí)別報(bào)警的詳細(xì)參數(shù)及其處理建議。水災(zāi)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系水災(zāi)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為地面水災(zāi)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和井下水災(zāi)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。1.地面水引起井下水災(zāi)的重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以地面水水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水位標(biāo)高為危險(xiǎn)源，采用梯度預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-2。水位標(biāo)高梯度預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)水位標(biāo)高變化絕對(duì)值大于或等于2并小于3。黃色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)水位標(biāo)高變化絕對(duì)值大于或等于3并小于4。橙色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)水位標(biāo)高變化絕對(duì)值大于或等于4并小于5。紅色預(yù)警：業(yè)地點(diǎn)水位標(biāo)高變化絕對(duì)值大于或等于5。2．井下水水災(zāi)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（1）圖形評(píng)價(jià)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)礦井井下水重大危險(xiǎn)源圖形評(píng)價(jià)包括采空區(qū)積水、老巷積水、斷層防水煤柱等導(dǎo)水涌水通道的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，礦井水災(zāi)重大危險(xiǎn)源預(yù)警指標(biāo)體系見表3-3。表3-2水位標(biāo)高梯度預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)A：t個(gè)水位標(biāo)高數(shù)據(jù)樣本的均值。Di：水位標(biāo)高取樣數(shù)據(jù)。Dn：水位標(biāo)高當(dāng)前數(shù)據(jù)。V：水位標(biāo)高變化絕對(duì)值。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)V(米)3>AI≥2藍(lán)色預(yù)警V(米)4>AI≥3黃色預(yù)警V(米)5>AI≥4橙色預(yù)警V(米)AI≥5紅色預(yù)警表3-3井下水圖形評(píng)價(jià)預(yù)警重大危險(xiǎn)源預(yù)警指標(biāo)體系預(yù)警對(duì)象預(yù)警項(xiàng)目預(yù)警指標(biāo)警度采取措施采空積水區(qū)距離60米橙色預(yù)警開始探水后消警30米紅色預(yù)警掘進(jìn)后降為橙色老巷距離60米橙色預(yù)警開始探水后消警30米紅色預(yù)警掘進(jìn)后降為橙色底板重點(diǎn)警戒區(qū)距離30米橙色預(yù)警采取措施后消警長(zhǎng)期觀測(cè)孔數(shù)據(jù)觀測(cè)旬測(cè)橙色預(yù)警填報(bào)后消警深井距離120米橙色預(yù)警采取措施后消警斷層防水煤柱進(jìn)入斷層保護(hù)煤柱邊界30～60米橙色預(yù)警人工消警＜30米紅色預(yù)警人工消警地表水體沖擊層距離120米橙色預(yù)警采取措施后消警物探水文異常區(qū)距離60米橙色預(yù)警采取措施后消警30米紅色預(yù)警采取措施后消警（2）流量梯度預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)以井下水水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流量為危險(xiǎn)源，采用梯度預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-4。表3-4流量梯度預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)A：t個(gè)流量數(shù)據(jù)樣本的均值。Di：流量取樣數(shù)據(jù)。Dn：流量當(dāng)前數(shù)據(jù)。AI(n)：百分比梯度。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)AI(%)40>AI≥20藍(lán)色預(yù)警AI(%)60>AI≥40黃色預(yù)警AI(%)80>AI≥60橙色預(yù)警AI(%)AI≥80紅色預(yù)警流量梯度預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)流量百分比梯度值大于或等于20%并小于40%。黃色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)流量百分比梯度值大于或等于40%并小于60%。橙色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)流量百分比梯度值大于或等于60%并小于80%。紅色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)流量百分比梯度值大于或等于80%。（3）明渠-水泵趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)以井下水水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的明渠流量為危險(xiǎn)源，結(jié)合水泵最大排水量，采用趨勢(shì)預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-5。明渠-水泵預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：水平明渠流量達(dá)到水泵最大排水量的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于4小時(shí)并小于8小時(shí)。黃色預(yù)警：水平明渠流量達(dá)到水泵最大排水量的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于2小時(shí)并小于4小時(shí)。橙色預(yù)警：水平明渠流量達(dá)到水泵最大排水量的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于1小時(shí)并小于2小時(shí)。紅色預(yù)警：水平明渠流量達(dá)到水泵最大排水量的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0小時(shí)并小于1小時(shí)。表3-5明渠-水泵趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)T=Te-TsTs：當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。Te：水平明渠流量達(dá)到水泵最大排水量的時(shí)間點(diǎn)。T：Ts與Te的時(shí)間差，單位h。-450水平水泵最大排水量：450*3=1350（m3/h）。-600水平水泵最大排水量：600*6=3600（m3/h）。-850水平水泵最大排水量：450*8=3600（m3/h）。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)T(h)8＞T≥4藍(lán)色預(yù)警T(h)4＞T≥2黃色預(yù)警T(h)2＞T≥1橙色預(yù)警T(h)1＞T≥0紅色預(yù)警火災(zāi)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系XX煤礦井下各可采煤層均屬不易自燃煤層，均具有煤塵爆炸性，屬于低瓦斯礦井。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未建設(shè)，二期建設(shè)好以后可以接入系統(tǒng)平臺(tái)，建設(shè)完成后的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下：1.內(nèi)因火災(zāi)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系庫(kù)煤礦井下作業(yè)空間內(nèi)，由于采煤活動(dòng)破壞、煤自身氧化、煤炭火災(zāi)等影響因素，生成的大量可燃易爆性氣體與入風(fēng)風(fēng)流混合，形成了礦井可燃混合氣體。礦井可燃混合氣體主要由可爆炸氣體組份（如甲烷、氫氣、一氧化碳等）、助燃?xì)猓ㄖ秆鯕猓?、抑爆氣（即惰氣，包括氮?dú)夂投趸迹┤糠纸M成。礦井可燃?xì)怏w的組份比例不同，其爆炸危害性也不同，通過分析礦井可燃?xì)怏w的組份構(gòu)成及比例，可以界定其爆炸危險(xiǎn)性區(qū)間，同時(shí)也可以對(duì)火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展態(tài)勢(shì)或熄滅程度做出初步的預(yù)測(cè)。對(duì)于指導(dǎo)礦井救災(zāi)工作及防治火災(zāi)而言，特別是對(duì)于控制瓦斯爆炸災(zāi)害的二次發(fā)生及火災(zāi)性氣體的爆炸性識(shí)別，保障井下作業(yè)人員及救護(hù)隊(duì)員的生命安全，具有十分重要的意義。礦井可燃?xì)怏w爆炸性可以劃分為爆炸危險(xiǎn)、潛在爆炸危險(xiǎn)和不爆炸三個(gè)典型區(qū)間。關(guān)于礦井可燃性混合氣體爆炸危險(xiǎn)性問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，目前公認(rèn)的是美國(guó)學(xué)者Hhghes和Raybould提出的Coward爆炸三角形理論，利用動(dòng)態(tài)Coward爆炸三角形原理，依據(jù)礦井火災(zāi)可燃?xì)怏w的即時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算可爆炸混合氣體的爆炸上下限及臨界點(diǎn)的二維笛卡爾坐標(biāo)值，動(dòng)態(tài)勾畫爆炸三角形區(qū)域，由易爆性混合氣體的坐標(biāo)值的空間點(diǎn)所處的位置可即時(shí)判別礦井火災(zāi)氣體的爆炸性。礦井可燃性氣體主要由甲烷、一氧化碳、氫氣和重碳?xì)浠衔锝M成，一旦有火災(zāi)隱患，極易發(fā)生爆炸。其中，由于瓦斯的來源最豐富，既有煤層中自然涌出的瓦斯，再加上煤自然氧化及火災(zāi)過程中產(chǎn)生的瓦斯，所以發(fā)生瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性最大。礦井可燃性氣體的爆炸條件：（1）瓦斯或其它可燃?xì)怏w達(dá)到一定的濃度。（2）存在溫度適宜的引爆火源。（3）有足夠的氧氣。如圖3-41所示為礦井瓦斯混合氣的Coward三角形。縱軸標(biāo)是0～20.93%的氧氣，即等價(jià)于0～100%的空氣。橫軸標(biāo)是0～100%的瓦斯混合氣，A點(diǎn)代表氧氣，B點(diǎn)代表純瓦斯氣，線段AB則代表瓦斯混合氣和氧氣的混合體，P點(diǎn)代表瓦斯混合氣在空氣中的爆炸下限，Q點(diǎn)代表爆炸上限，線段APQB下方點(diǎn)代表各種濃度組份的瓦斯、空氣及氮?dú)獾幕旌蠚怏w。含氧低于R值的混合氣體不會(huì)爆炸，線段PR是爆炸下限線，線段QR是爆炸上限線，P通常稱為爆炸臨界限點(diǎn)，三角形PQR區(qū)域內(nèi)稱為爆炸三角形，凡混合氣體中甲烷、氧濃度點(diǎn)在此三角形內(nèi)時(shí)，該混合氣體就有爆炸危險(xiǎn)性。應(yīng)用Coward爆炸三角形時(shí)，首先給出瓦斯混合氣在空氣中的爆炸上、下限點(diǎn)P和Q，然后通過瓦斯、空氣和氮?dú)饣旌蠚獾呐R界上限的瓦斯和氧含量確定混合氣的爆炸臨界點(diǎn)R。三角形PQR區(qū)域內(nèi)為爆炸危險(xiǎn)區(qū)間，即混合氣體具有爆炸性；四邊形QBSR區(qū)域內(nèi)為潛在爆炸危險(xiǎn)區(qū)間，該區(qū)域內(nèi)的氣樣含有大量瓦斯及超氮，暫不具有爆炸性，但是一旦與空氣混合，則會(huì)形成爆炸性混合氣體，即具有潛在爆炸危險(xiǎn)；五邊形APRSO區(qū)域內(nèi)為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)間，該區(qū)域內(nèi)的氣體，瓦斯含量低，且氮?dú)夂扛?，使其不能被點(diǎn)燃，即使與空氣混合，也不會(huì)形成爆炸性混合氣體。識(shí)別瓦斯混合氣的爆炸危險(xiǎn)性時(shí)，可按瓦斯混合氣的坐標(biāo)區(qū)域判定其所屬爆炸區(qū)間，從而識(shí)別其爆炸危險(xiǎn)性。采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)可燃?xì)怏w的爆炸界限，進(jìn)行氣體爆炸上、下限和失爆點(diǎn)的計(jì)算，對(duì)將要發(fā)生超限的混合氣體進(jìn)行預(yù)警。（1）根據(jù)表3-6可燃?xì)怏w爆炸上、下限計(jì)算混合氣體爆炸界限。計(jì)算混合可燃?xì)怏w的爆炸上限、下限。計(jì)算公式如下：PT/LT=P1/L1+P2/L2+……+Pn/Ln（3-5）PT——混合氣體中可燃?xì)怏w總濃度，%。L、L、L—各可燃?xì)怏w組分的爆炸界限，%。P、P、P—各可燃?xì)怏w組分的百分比，%。表3-6煤礦常見可燃?xì)怏w的爆炸界限氣體名稱化學(xué)分子式爆炸下限%爆炸上限%甲烷CH45.0016.00乙烷C2H63.2212.45丙烷C3H82.409.50丁烷C4H101.908.50戊烷C5H121.407.80乙烯C2H42.7528.60一氧化碳CO12.5075.00氫氣H24.0074.20硫化氫H2S4.3245.50LT—混合氣體的爆炸界限。當(dāng)求混合可燃?xì)怏w的爆炸上限時(shí)P1、P2……Pn代入可燃?xì)怏w各濃度值，L1、L2、L3代入混合可燃?xì)怏w的爆炸上限，LT為爆炸上限。當(dāng)求混合可燃?xì)怏w的爆炸下限時(shí)P1、P2……Pn代入可燃?xì)怏w各濃度值，L1、L2、L3代入混合可燃?xì)怏w的爆炸下限，LT為爆炸上限。（2）混合爆炸氣體的失爆點(diǎn)濃度和氧濃度計(jì)算方法。LTn：爆炸性混合氣體失爆點(diǎn)濃度。LTO2：失爆點(diǎn)氧氣濃度。根據(jù)公式（3-5）算出混合爆炸氣體的失爆點(diǎn)濃度和氧濃度。(3-6)(3-7)式中,Ni+——使單位體積的某種可燃?xì)怏w惰化所應(yīng)加入的惰氣量(i=1,?,n),可由相關(guān)表3-7查得。表3-7可燃?xì)怏wH2、CH4、CO失爆所需的惰氣量可燃?xì)怏w加入惰氣惰氣/可燃?xì)怏w（體積比率）失爆點(diǎn)出的氣體濃度（體積%）可燃?xì)怏w氧氣H2N216.554.35.1CO210.205.38.4CH4N26.006.112.1CO23.207.314.6CON24.1213.96.0CO22.1618.68.6根據(jù)式（3-6）、（3-7）計(jì)算得出鼻點(diǎn)坐標(biāo)?？峦叩氯切蔚淖龇ǎ簷M坐標(biāo)為可燃?xì)怏w濃度（%）0～100%，縱坐標(biāo)為O2濃度（%）0～22%，沿橫坐標(biāo)的（100%，0）和縱坐標(biāo)的（0，21%）兩點(diǎn)做直線，在直線上作出可燃?xì)怏w爆炸上、下限點(diǎn)，通過三點(diǎn)法做出束管爆炸柯瓦德三角形。輸入的數(shù)據(jù)：各種可燃?xì)怏w濃度值，N2、O2濃度值。2、外因火災(zāi)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系庫(kù)（1）溫度趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)以安全監(jiān)控系統(tǒng)的溫度為危險(xiǎn)源，采用趨勢(shì)預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-8。表3-8火災(zāi)溫度趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)T=Te-TsTs：當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。Te：作業(yè)地點(diǎn)溫度達(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)。T：Ts與Te的時(shí)間差，單位小時(shí)。過濾值：當(dāng)前溫度≥20度。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)T(小時(shí))2＞T≥1.5藍(lán)色預(yù)警T(小時(shí))1.5＞T≥1黃色預(yù)警T(小時(shí))1＞T≥0.5橙色預(yù)警T(小時(shí))0.5＞T≥0紅色預(yù)警溫度預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)溫度達(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于1.5小時(shí)并小于2小時(shí)。黃色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)溫度達(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于1小時(shí)并小于1.5小時(shí)。橙色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)溫度達(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0.5小時(shí)并小于1小時(shí)。紅色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)溫度達(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0小時(shí)并小于0.5小時(shí)。（2）CO趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)以安全監(jiān)控系統(tǒng)的CO為危險(xiǎn)源，采用趨勢(shì)預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-9。CO預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)CO濃度達(dá)到50ppm的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0.75小時(shí)并小于1小時(shí)。黃色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)CO濃度達(dá)到50ppm的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0.5小時(shí)并小于0.75小時(shí)。橙色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)CO濃度達(dá)到50ppm的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0.25小時(shí)并小于0.5小時(shí)。紅色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)CO濃度達(dá)到50ppm的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0小時(shí)并小于0.25小時(shí)。表3-9火災(zāi)CO趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)T=Te-TsTs：當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。Te：作業(yè)地點(diǎn)一氧化碳濃度達(dá)到50ppm的時(shí)間點(diǎn)。T：Ts與Te的時(shí)間差，單位小時(shí)。過濾值：當(dāng)前CO濃度≥2ppm。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)T(小時(shí))1＞T≥0.75藍(lán)色預(yù)警T(小時(shí))0.75＞T≥0.5黃色預(yù)警T(小時(shí))0.5＞T≥0.25橙色預(yù)警T(小時(shí))0.25＞T≥0紅色預(yù)警瓦斯重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系1.瓦斯趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)以安全監(jiān)控系統(tǒng)的甲烷為危險(xiǎn)源，采用趨勢(shì)預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-10。瓦斯預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于1.5小時(shí)并小于2小時(shí)。黃色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于1小時(shí)并小于1.5小時(shí)。橙色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0.5小時(shí)并小于1小時(shí)。紅色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差值大于或等于0小時(shí)并小于0.5小時(shí)。表3-10瓦斯趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)T=Te-TsTs：當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。Te：作業(yè)地點(diǎn)濃度達(dá)到報(bào)警值的時(shí)間點(diǎn)。T：Ts與Te的時(shí)間差，單位小時(shí)。過濾值：當(dāng)前的瓦斯?jié)舛取?.15%。報(bào)警值：設(shè)置為實(shí)際報(bào)警值的2.5倍。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)T(小時(shí))2＞T≥1.5藍(lán)色預(yù)警T(小時(shí))1.5＞T≥1黃色預(yù)警T(小時(shí))1＞T≥0.5橙色預(yù)警T(小時(shí))0.5＞T≥0紅色預(yù)警2.瓦斯梯度預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)以安全監(jiān)控系統(tǒng)的甲烷為危險(xiǎn)源，采用梯度預(yù)警的方法進(jìn)行預(yù)警，具體的指標(biāo)體系見表3-11。瓦斯梯度預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：藍(lán)色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯百分比梯度值大于或等于40%并小于60%。黃色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯百分比梯度值大于或等于60%并小于80%。橙色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯百分比梯度值大于或等于80%并小于100%。紅色預(yù)警：作業(yè)地點(diǎn)瓦斯百分比梯度值大于或等于100%。3.瓦斯梯度預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)瓦斯圖形評(píng)價(jià)預(yù)警指標(biāo)主要包括瓦斯探頭、高瓦斯區(qū)、突出威脅區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)以及高瓦斯掘進(jìn)面等三層評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)、預(yù)警級(jí)別和消警建議詳見表3-12。表3-11瓦斯梯度預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)A：t個(gè)危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)樣本的均值。Di：危險(xiǎn)源取樣數(shù)據(jù)。Dn：危險(xiǎn)源當(dāng)前數(shù)據(jù)。AI(n)：百分比梯度。過濾值：當(dāng)前的瓦斯?jié)舛取?.15%。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)AI(%)60>AI≥40藍(lán)色預(yù)警AI(%)80>AI≥60黃色預(yù)警AI(%)100>AI≥80橙色預(yù)警AI(%)AI≥100紅色預(yù)警表3-12火災(zāi)管理預(yù)警指標(biāo)體系隱患類別評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)報(bào)預(yù)警采取措施揭煤巖巷掘進(jìn)面距揭煤點(diǎn)長(zhǎng)度（m）≤50超限紅色預(yù)警采取措施，措施評(píng)價(jià)后消警數(shù)學(xué)模型預(yù)計(jì)揭煤長(zhǎng)度Ly-已掘進(jìn)長(zhǎng)度Lx≤50高瓦斯、高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)工作面巷旁抽放孔超前迎頭最短長(zhǎng)度Lc(m)Lc-Lx＜6紅色預(yù)警停止掘進(jìn)后消警迎頭卸壓排放（抽放）孔超前迎頭長(zhǎng)度Lp(m)Lp-Lx＜15紅色預(yù)警停止掘進(jìn)后消警高瓦斯區(qū)距高瓦斯區(qū)距離Lg（m）≤50紅色預(yù)警填入處理措施、評(píng)價(jià)意見消警突出威脅區(qū)距威脅區(qū)距離L威脅（m）≤50紅色預(yù)警填入處理意見消警突出危險(xiǎn)區(qū)距危險(xiǎn)區(qū)距離L危險(xiǎn)（m）≤50紅色預(yù)警填入處理意見消警瓦斯檢測(cè)點(diǎn)CH4（%）采區(qū)≥1紅色預(yù)警指標(biāo)降后消警一翼≥0.75紅色預(yù)警指標(biāo)降后消警礦井≥0.75紅色預(yù)警指標(biāo)降后消警CO2(%)≥0.5紅色預(yù)警指標(biāo)降后消警貫通綜掘工作面（m）50紅色預(yù)警采取措施后消警炮掘工作面（m）30紅色預(yù)警采取措施后消警頂板重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》《采掘作業(yè)規(guī)程》和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)，建立采掘工作面頂板重大危險(xiǎn)源指標(biāo)體系見表3-13、表3-14。表3-13頂板壓力域值預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)P=F/C*100%F：工作面時(shí)間段內(nèi)的整架壓力大于等于下限值的合格數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。C：工作面時(shí)間段內(nèi)所有有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。P：整面合格率，單位%。N：工作面時(shí)間段內(nèi)報(bào)警次數(shù)，取值1、2、3、4，單位：次。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)P(%)且N(次)50>P≥40且：N=1藍(lán)色預(yù)警P(%)且N(次)40>P≥30且：N=2黃色預(yù)警P(%)且N(次)30>P≥20且：N=3橙色預(yù)警P(%)且N(次)20>P≥10且：N=4紅色預(yù)警表3-14頂板離層域值預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)：錨桿的A測(cè)點(diǎn)離層值。：錨桿的B測(cè)點(diǎn)離層值。:錨桿的A測(cè)點(diǎn)離層值、錨桿的B測(cè)點(diǎn)離層值中的最大值；：錨桿伸長(zhǎng)率。評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)警警級(jí)V(%)5%>V≥4%藍(lán)色預(yù)警V(%)6%>V≥5%黃色預(yù)警V(%)7%>V≥6%橙色預(yù)警V(%)V≥7%紅色預(yù)警1.頂板壓力域值預(yù)警指標(biāo)體系頂板壓力域值預(yù)警信號(hào)分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)：（1）藍(lán)色預(yù)警信號(hào)指工作面時(shí)間段內(nèi)的整面合格率大于或等于40%并小于50%且工作面時(shí)間段內(nèi)，且報(bào)警次數(shù)等于1。（2）黃色預(yù)警信號(hào)指工作面時(shí)間段內(nèi)的整面合格率大于或等于30%并小于40%且工作面時(shí)間段內(nèi)，且報(bào)警次數(shù)等于2。（3）橙色預(yù)警信號(hào)指工作面時(shí)間段內(nèi)的整面合格率大于或等于20%并小于30%且工作面時(shí)間段內(nèi)，且報(bào)警次數(shù)等于3。（4）紅色預(yù)警信號(hào)指工作面時(shí)間段內(nèi)的整面合格率大于或等于10%并小于20%且工作面時(shí)間段內(nèi)，且報(bào)警次數(shù)等于4。2.頂板離層域值預(yù)警指標(biāo)體系根據(jù)錢家營(yíng)礦掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程制定報(bào)警值和預(yù)警值，此值應(yīng)與延展率關(guān)聯(lián)。錨桿巷道必須設(shè)十字布點(diǎn)觀測(cè)，錨桿巷道30～50米設(shè)一個(gè)十字布點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)，包括兩幫相對(duì)位移，頂板下沉及底鼓，巷道掘進(jìn)10天內(nèi)，頂板累計(jì)下沉量小于50㎜，最大下沉速度小于6㎜/天，巷道掘進(jìn)50天內(nèi)，頂板累計(jì)下沉小于150㎜，最大下沉速度小于3㎜/天。監(jiān)測(cè)期間如果位移值超過上述范圍應(yīng)立即匯報(bào)，以便分析原因，采取措施。結(jié)合規(guī)程的規(guī)定，錨桿長(zhǎng)度多為2.4米。100%*0.15/2.4=6.25%結(jié)合以上結(jié)果設(shè)計(jì)頂板離層域值預(yù)警指標(biāo)體系庫(kù)如下：錨桿伸長(zhǎng)率域值預(yù)警分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)。藍(lán)色預(yù)警：錨桿伸長(zhǎng)率大于或等于4%并小于5%。黃色預(yù)警：錨桿伸長(zhǎng)率大于或等于5%并小于6%。橙色預(yù)警：錨桿伸長(zhǎng)率大于或等于6%并小于7%。紅色預(yù)警：錨桿伸長(zhǎng)率大于或等于7%。3.5.5瓦斯、水害評(píng)價(jià)方法研究瓦斯、水害評(píng)價(jià)預(yù)警決策支持系統(tǒng)針對(duì)生產(chǎn)技術(shù)層來講主要由專業(yè)GIS系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通風(fēng)說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、瓦斯說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、水害說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、瓦斯水害評(píng)價(jià)預(yù)警決策系統(tǒng)組成；對(duì)管理、決策層來講主要是基于Web的輔助決策支持系統(tǒng)和遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)組成。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格遵循數(shù)據(jù)采集、模型選擇、決策分析與結(jié)果發(fā)布的業(yè)務(wù)流程，以及災(zāi)害隱患的報(bào)警與消警處理。1．專業(yè)GIS系統(tǒng)以采掘工程平面圖為基準(zhǔn)，通過新建添加各種通風(fēng)設(shè)施、各種瓦斯區(qū)域地質(zhì)參數(shù)、各種監(jiān)控瓦斯裝備及必備的監(jiān)控內(nèi)容，形成通風(fēng)系統(tǒng)圖、瓦斯地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖或充水性圖等圖件。2．實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是井下實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，包括瓦斯監(jiān)測(cè)、水位監(jiān)測(cè)以及頂板壓力監(jiān)測(cè)等，主要有瓦斯、溫度、風(fēng)壓等各類安全事故監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。3．通風(fēng)說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)主要扇風(fēng)機(jī)、局部扇風(fēng)機(jī)、風(fēng)門(窗、橋)、測(cè)風(fēng)站（點(diǎn)）、密閉、漏風(fēng)點(diǎn)等說明牌數(shù)據(jù)錄入、修改、刪除和添加等操作；實(shí)現(xiàn)扇風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)表、局部扇風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)表、風(fēng)門監(jiān)測(cè)表、風(fēng)窗監(jiān)測(cè)表、風(fēng)橋監(jiān)測(cè)表、測(cè)風(fēng)站（點(diǎn)）監(jiān)測(cè)表、密閉監(jiān)測(cè)表、漏風(fēng)點(diǎn)監(jiān)測(cè)表等監(jiān)測(cè)表數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除和添加等操作；并實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的審核、查詢與分析等。4．瓦斯說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)分站、瓦斯抽放泵站、巖巷掘進(jìn)揭煤面、高瓦斯高應(yīng)力掘進(jìn)面、測(cè)壓點(diǎn)、高瓦斯區(qū)、瓦斯含量等值線、瓦斯異常涌出（突出）點(diǎn)、突出威脅區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、瓦檢點(diǎn)、貫通等說明牌數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除和添加等操作；實(shí)現(xiàn)瓦斯探頭標(biāo)校監(jiān)測(cè)表、瓦斯抽放系統(tǒng)監(jiān)測(cè)表、巖巷揭煤監(jiān)測(cè)表、高瓦斯和高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)面監(jiān)測(cè)表、高瓦斯區(qū)監(jiān)測(cè)表、掘進(jìn)工作面瓦斯涌出曲線生成表、回采面瓦斯預(yù)測(cè)曲線生成表、突出威脅區(qū)監(jiān)測(cè)表、突出危險(xiǎn)區(qū)監(jiān)測(cè)表、其它瓦斯檢查點(diǎn)監(jiān)測(cè)表、貫通監(jiān)測(cè)表等監(jiān)測(cè)表數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除和添加等操作；并實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的審核、查詢與分析等。5．水害說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)水倉(cāng)、泵房、測(cè)水站、某礦采空積水區(qū)、小窯采空積水區(qū)、老巷、底板水重點(diǎn)警戒區(qū)、出水點(diǎn)、地質(zhì)鉆孔、水文長(zhǎng)觀孔、深井、斷層防水煤柱、地表水體和物探水文異常區(qū)等說明牌數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除和添加等操作；實(shí)現(xiàn)泵房監(jiān)測(cè)表、測(cè)水站監(jiān)測(cè)表、出水點(diǎn)監(jiān)測(cè)表、水文長(zhǎng)觀孔監(jiān)測(cè)表、深井監(jiān)測(cè)表等監(jiān)測(cè)表數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除和添加等操作；并實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的審核、查詢與分析等。6．瓦斯、水害評(píng)價(jià)預(yù)警決策支持系統(tǒng)主要是在建立瓦斯、水害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系庫(kù)和專業(yè)應(yīng)用模型庫(kù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)煤礦重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)通過利用基于GIS煤礦重大危險(xiǎn)源隱患評(píng)價(jià)預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)在通風(fēng)系統(tǒng)圖、瓦斯地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖或充水性圖上對(duì)瓦斯災(zāi)害、水害的預(yù)警預(yù)報(bào)。7．基于Web的輔助決策支持系統(tǒng)和遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)基于Web的輔助決策支持系統(tǒng)和遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)是建立在專業(yè)GIS系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通風(fēng)說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、瓦斯說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、水害說明和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、瓦斯水害評(píng)價(jià)預(yù)警決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，即以瓦斯、水害評(píng)價(jià)預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為背景，以ActiveX、Java和.NET等技術(shù)為支持，基于Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦井瓦斯、水害隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程管理，從而真正實(shí)現(xiàn)礦井瓦斯、水害防治的逐級(jí)流程處理與在線網(wǎng)上聯(lián)機(jī)分析處理。具體功能如下：（1）實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)（如董事長(zhǎng)，總經(jīng)理，總工程師，安監(jiān)局長(zhǎng)以及分管安全生產(chǎn)其他領(lǐng)導(dǎo)，通風(fēng)處和其他有關(guān)處室）通過瀏覽器對(duì)煤礦開采系統(tǒng)和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)查看與監(jiān)督管理；實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)開采環(huán)境重大隱患的網(wǎng)上報(bào)警，例如瓦斯超限、風(fēng)速超限、風(fēng)量不足、溫度超限與主扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障等；結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和相應(yīng)的圖表做出準(zhǔn)確的分析判斷并給出相應(yīng)的反饋信息以利于決策分析。（2）地測(cè)處、通風(fēng)處實(shí)現(xiàn)說明牌、監(jiān)測(cè)表以及評(píng)價(jià)結(jié)果等信息的遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)報(bào)表的自動(dòng)傳輸、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總；獲取瓦斯、水害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)信息及時(shí)做出準(zhǔn)確分析與判斷，并發(fā)現(xiàn)問題快速做出響應(yīng)決策實(shí)現(xiàn)消警。（3）礦上領(lǐng)導(dǎo)可以通過瀏覽器獲取瓦斯、水害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)信息及時(shí)做出準(zhǔn)確分析與判斷，并發(fā)現(xiàn)問題快速做出響應(yīng)決策實(shí)現(xiàn)消警。

3.6煤礦重大危險(xiǎn)源預(yù)警模型礦井重大危險(xiǎn)源分類與相關(guān)災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究只是煤礦重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)，如何實(shí)現(xiàn)隱患識(shí)別，即發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源其關(guān)鍵在于煤礦重大危險(xiǎn)源評(píng)判預(yù)警模型的研究及其應(yīng)用。隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）的廣泛應(yīng)用，特別是其空間分析能力的特殊性，GIS逐步應(yīng)用于煤礦安全管理是一種必然。煤礦數(shù)字成圖就是一種典型的GIS應(yīng)用，當(dāng)前，數(shù)字化礦圖是指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，充分應(yīng)用GIS空間分析方法面向礦井重大危險(xiǎn)源的預(yù)警預(yù)報(bào)將有助于提高煤礦安全生產(chǎn)管理。煤礦重大危險(xiǎn)源評(píng)判預(yù)警模型主要有三種：（1）單體評(píng)判預(yù)警模型；（2）區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型；（3）區(qū)域—單體聯(lián)合評(píng)判預(yù)警模型。所謂單體模型就是依靠單一指標(biāo)評(píng)判預(yù)警煤礦重大危險(xiǎn)源，而區(qū)域模型是采用多指標(biāo)評(píng)判預(yù)警，比如地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)中的地質(zhì)－氣象聯(lián)合預(yù)警、水文－氣象聯(lián)合預(yù)警與地質(zhì)－水文－氣象的聯(lián)合預(yù)警預(yù)報(bào)等。煤礦地理空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)煤礦地理空間分析的基礎(chǔ)，對(duì)于解決煤礦地理空間數(shù)據(jù)一體化管理十分重要。為更好地實(shí)現(xiàn)礦井重大危險(xiǎn)源的預(yù)警預(yù)報(bào)與決策分析，筆者結(jié)合煤礦地理空間數(shù)據(jù)、礦井重大危險(xiǎn)源發(fā)生狀況與煤礦安全生產(chǎn)管理情況，首先提出煤礦地理空間數(shù)據(jù)一體化管理的思路，進(jìn)而針對(duì)礦井重大危險(xiǎn)源決策分析提出了基于GIS技術(shù)的煤礦重大危險(xiǎn)源單體評(píng)判預(yù)警模型與區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型。3.6.1基于GIS的煤礦重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別預(yù)警模型研究煤礦地理空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理是礦井重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別、決策分析的基礎(chǔ)，但是要真正解決這一問題還需要一定的空間分析模型與方法，即基于GIS的煤礦重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別預(yù)警模型。前面談到，針對(duì)重大危險(xiǎn)源識(shí)別、預(yù)警預(yù)報(bào)主要有三類GIS模型，主要是基于GIS的單體評(píng)判預(yù)警模型、基于GIS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型以及基于GIS的區(qū)域—單體聯(lián)合評(píng)判預(yù)警模型。筆者在此，重點(diǎn)結(jié)合煤礦重大危險(xiǎn)源發(fā)生規(guī)律、危險(xiǎn)數(shù)據(jù)源以及實(shí)現(xiàn)流程研究三類評(píng)判預(yù)警模型的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)流程?；贕IS的單體評(píng)判預(yù)警模型基于GIS的單體評(píng)判預(yù)警模型是采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)與原理，依據(jù)礦井重大危險(xiǎn)源的某一評(píng)價(jià)指標(biāo)及其超標(biāo)臨界值評(píng)判相關(guān)災(zāi)害在未來相關(guān)條件下可能發(fā)生的情況，為提前采取必要的預(yù)防措施提供科學(xué)依據(jù)。模型數(shù)據(jù)要求單體評(píng)判預(yù)警模型的實(shí)現(xiàn)需要依托大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)：（1）礦井重大危險(xiǎn)源歷史數(shù)據(jù)（重大危險(xiǎn)源的歷史記錄，如災(zāi)害發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、規(guī)模等）。（2）礦井重大危險(xiǎn)源隱患點(diǎn)分布圖（主要包括：揭煤巖巷掘進(jìn)面、高瓦斯、高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)工作面、高瓦斯區(qū)、突出威脅區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、采空積水區(qū)、小窯采空積水區(qū)、老巷、斷層防水煤柱、地表水體、物探水文異常區(qū)、水文長(zhǎng)觀孔、底板重點(diǎn)警戒區(qū)等隱患點(diǎn)）。（3）礦井水文地質(zhì)圖與礦井充水性圖。（4）礦井瓦斯地質(zhì)圖、瓦斯等值線圖、瓦斯區(qū)域分布圖。（5）礦井巷道布置圖。（6）礦井地表水體分布。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：（1）礦井瓦斯歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（2）降雨量歷史數(shù)據(jù)與雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（3）災(zāi)害點(diǎn)歷史水文數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（4）礦井頂板壓力監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。2.模型實(shí)現(xiàn)流程礦井重大危險(xiǎn)源單體評(píng)判預(yù)警模型主要是針對(duì)重大危險(xiǎn)源引發(fā)主導(dǎo)因素實(shí)現(xiàn)單一指標(biāo)評(píng)判預(yù)警，主要實(shí)現(xiàn)流程如圖3-42。（1）評(píng)判預(yù)警指標(biāo)的選取基于GIS的單體隱患識(shí)別預(yù)警的指標(biāo)選取，主要結(jié)合礦井重大危險(xiǎn)源識(shí)別、預(yù)報(bào)、預(yù)警指標(biāo)選取合理的單一評(píng)判指標(biāo)，并最終為評(píng)判預(yù)警模型服務(wù)。（2）評(píng)判預(yù)警數(shù)據(jù)的獲取歷史數(shù)據(jù)主要來源于相關(guān)礦井空間數(shù)據(jù)庫(kù)中心，主要包括各類圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)等；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過監(jiān)控硬件設(shè)備與系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心，并發(fā)送到礦井空間數(shù)據(jù)庫(kù)中心供評(píng)判預(yù)警服務(wù)與應(yīng)用。不同單體的評(píng)判預(yù)警對(duì)數(shù)據(jù)具有不同的要求，對(duì)于不同的單體、單體的不同位置以及單體所處的不同階段，監(jiān)測(cè)不同精度的數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及頂板壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及其它基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)，必須符合標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。（3）數(shù)據(jù)的預(yù)處理針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，必須將歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)合并，并且為了增強(qiáng)監(jiān)測(cè)時(shí)序資料的有效信息，削弱干擾信息和系統(tǒng)噪聲，需要采用插值、濾波(均勻?yàn)V波和非均勻?yàn)V波)、累加生成、歸一化、關(guān)聯(lián)度分析等數(shù)學(xué)方法對(duì)量化信息進(jìn)行處理，分析實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)信息。圖3-42基于GIS的單體評(píng)判預(yù)警模型（4）隱患識(shí)別預(yù)警判據(jù)的確定隱患識(shí)別預(yù)警判據(jù)主要是根據(jù)礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的知識(shí)庫(kù)，如水害、瓦斯災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系庫(kù)相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為判據(jù)。（5）預(yù)警預(yù)報(bào)模型選擇根據(jù)瓦斯、水害等不同礦井重大危險(xiǎn)源類型建立不同專業(yè)模型庫(kù)，如瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)首先依據(jù)礦井地質(zhì)條件和煤層賦存情況建立瓦斯地質(zhì)分區(qū)圖（含瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)、瓦斯突出威脅區(qū)、高瓦斯區(qū)等），其次依據(jù)采掘工程平面圖的動(dòng)態(tài)采掘信息與相關(guān)瓦斯分區(qū)建立聯(lián)系并進(jìn)行比較分析確定可采區(qū)或未來的可采區(qū)是否屬于瓦斯警備區(qū)。相關(guān)的專業(yè)模型都統(tǒng)一存儲(chǔ)于煤礦空間數(shù)據(jù)庫(kù)，依據(jù)相關(guān)方法調(diào)用即可。（6）確定預(yù)警結(jié)果并發(fā)布通過模型方法的計(jì)算，最終得出礦井重大危險(xiǎn)源的評(píng)判與預(yù)警預(yù)報(bào)結(jié)果。然后利用不斷積累更新的更詳細(xì)的資料，不斷修正相關(guān)模型及參數(shù)，提高預(yù)警模型方法的精度和準(zhǔn)確性，并最終通過相關(guān)負(fù)責(zé)單位把預(yù)警結(jié)果發(fā)布出去，供相關(guān)安全生產(chǎn)部門應(yīng)用。基于GIS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型煤礦重大危險(xiǎn)源受多種條件綜合影響，主要包括地質(zhì)背景條件（瓦斯地質(zhì)、水文地質(zhì)與構(gòu)造地質(zhì)）、煤層條件（煤塵與煤自燃）、各種動(dòng)力作用（如降水量、底板突水或涌水）以及人類工程活動(dòng)（開采掘進(jìn)、放炮）等不同復(fù)雜因素所致。綜合研究相關(guān)因素在礦井區(qū)域?yàn)?zāi)害中所發(fā)生的作用，分析其與礦井重大危險(xiǎn)源的關(guān)系，進(jìn)而建立預(yù)警預(yù)報(bào)體系十分重要。多元信息綜合應(yīng)用煤礦重大危險(xiǎn)源主要是地質(zhì)、水文、瓦斯、氣象等因素導(dǎo)致，建立“地質(zhì)-水文-瓦斯-氣象”多元信息耦合的聯(lián)合隱患識(shí)別預(yù)警預(yù)報(bào)模型可提高煤礦重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別的能力與效率，“地質(zhì)-水文-瓦斯-氣象”聯(lián)合評(píng)判預(yù)警模型綜合了四個(gè)層次（即礦井地質(zhì)區(qū)劃圖、礦井充水性圖、瓦斯區(qū)域分布圖、氣象數(shù)據(jù)及水文數(shù)據(jù)）的不同類型數(shù)據(jù)。礦井地質(zhì)區(qū)劃圖主要包括斷層分布、陷落柱分布與水文地質(zhì)等因素?cái)?shù)據(jù)；礦井充水性圖主要包括采空積水區(qū)、小窯采空積水區(qū)、斷層防水煤柱、地表水體、物探水文異常區(qū)與水文長(zhǎng)觀孔等因素?cái)?shù)據(jù)；瓦斯資料數(shù)據(jù)包括揭煤巖巷掘進(jìn)面高瓦斯區(qū)、高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)工作面高瓦斯區(qū)、瓦斯突出威脅區(qū)、瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯報(bào)警數(shù)據(jù)等；氣象資料數(shù)據(jù)主要從歷史雨量和預(yù)測(cè)雨量數(shù)據(jù)兩個(gè)方面來考慮，通過對(duì)雨量歷史記錄數(shù)據(jù)與已發(fā)生礦井重大危險(xiǎn)源之間關(guān)系的研究得出地表水體對(duì)礦井重大危險(xiǎn)源的影響，進(jìn)而利用預(yù)測(cè)雨量來預(yù)警。通過綜合應(yīng)用多元數(shù)據(jù)及其相關(guān)預(yù)警評(píng)判指標(biāo)體系，并利用相關(guān)評(píng)判專業(yè)模型庫(kù)、方法庫(kù)實(shí)現(xiàn)礦井重大危險(xiǎn)源評(píng)判預(yù)警。模型評(píng)判預(yù)警流程在礦井重大危險(xiǎn)源“水文-火-瓦斯-頂板”聯(lián)合評(píng)判預(yù)警模型的實(shí)現(xiàn)流程中，主要利用GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理能力，可以方便快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建、因子分析、空間數(shù)據(jù)量化及單災(zāi)害因子成圖；基于GIS構(gòu)建專業(yè)模型庫(kù)與方法庫(kù)，利用模型將不同的災(zāi)害因子疊加分析形成危險(xiǎn)性區(qū)劃圖；并利用GIS疊加氣象、人類活動(dòng)等誘發(fā)因素進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)判預(yù)警分析，最終基于采掘工程平面圖的巷道布置實(shí)現(xiàn)礦井重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別預(yù)警指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)基于WebGIS發(fā)布評(píng)判預(yù)警分析結(jié)果。模型具體實(shí)現(xiàn)流程如圖3-43。圖3-43基于GIS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型模型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)要求基于GIS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型建立和運(yùn)行需要大量不同類型的數(shù)據(jù)資料，包括各類歷史資料圖件（如地形地質(zhì)圖、構(gòu)造地質(zhì)分布圖、礦井充水性圖、礦井水文地質(zhì)圖、瓦斯區(qū)域分布圖、水文相關(guān)曲線圖、降雨量資料、瓦斯歷史數(shù)據(jù)、采掘工程平面圖、可采煤層底板等高線圖）、礦井重大危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等?；贕IS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型是一個(gè)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)模型，是災(zāi)害數(shù)據(jù)引發(fā)的應(yīng)用模型?；A(chǔ)歷史數(shù)據(jù)：（1）礦井重大危險(xiǎn)源歷史數(shù)據(jù)（重大危險(xiǎn)源的歷史記錄，如災(zāi)害發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、規(guī)模等）。（2）礦井重大危險(xiǎn)源隱患點(diǎn)分布圖（主要包括：揭煤巖巷掘進(jìn)面、高瓦斯、高應(yīng)力區(qū)掘進(jìn)工作面、高瓦斯區(qū)、突出威脅區(qū)、突出危險(xiǎn)區(qū)、采空積水區(qū)、小窯、采空積水區(qū)、老巷、斷層防水煤柱、地表水體、物探水文異常區(qū)、水文長(zhǎng)觀孔、底板重點(diǎn)警戒區(qū)等隱患點(diǎn)）。（3）礦井地形地質(zhì)圖。（4）礦井構(gòu)造地質(zhì)分布圖。（5）礦井水文地質(zhì)圖與礦井充水性圖。（6）礦井水文相關(guān)曲線圖。（7）礦井瓦斯地質(zhì)圖、瓦斯等值線圖、瓦斯區(qū)域分布圖。（8）礦井采掘工程平面圖、巷道布置圖。（9）礦井地表水體分布。（10）可采煤層底板等高線圖。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：（1）礦井瓦斯歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（2）降雨量歷史數(shù)據(jù)與雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（3）災(zāi)害點(diǎn)歷史水文數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。（4）礦井頂板壓力監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。4.模型實(shí)現(xiàn)工作流程基于GIS的區(qū)域隱患識(shí)別預(yù)警模型的具體實(shí)現(xiàn)流程主要包括原始數(shù)據(jù)處理，危險(xiǎn)性預(yù)警區(qū)劃與模型庫(kù)構(gòu)建，災(zāi)害臨界判據(jù)的確定，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取與評(píng)判預(yù)警模型運(yùn)算及預(yù)警產(chǎn)品的制作。原始數(shù)據(jù)處理：（1）礦井重大危險(xiǎn)源隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)處理，主要是在相關(guān)專業(yè)圖件上展開礦井重大危險(xiǎn)源隱患點(diǎn)成圖，不同類型的災(zāi)害點(diǎn)按不同的符號(hào)表示出來，形成災(zāi)害隱患點(diǎn)分布圖。（2）災(zāi)害背景因子數(shù)據(jù)處理，利用不同數(shù)據(jù)源獲得的數(shù)據(jù)按照建立的指標(biāo)體系分別將其納入GIS格式的單因子圖層，一些因子圖層可在GIS中利用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行生成，比如依據(jù)斷層數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)分析，將其作為基礎(chǔ)因子（如圖3-44）實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水?dāng)鄬拥乃牡刭|(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別預(yù)警分析等。圖3-44基于GIS的斷層構(gòu)造緩沖區(qū)分析示意圖（3）災(zāi)害因子分析，利用災(zāi)害隱患點(diǎn)與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立空間分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)災(zāi)害因子圖層與災(zāi)害隱患點(diǎn)之間的評(píng)判關(guān)系，利用GIS中的空間分析功能實(shí)現(xiàn)災(zāi)害隱患點(diǎn)圖層與各因子圖層的疊加分析（如圖3-45），并利用最短路徑分析或緩沖區(qū)確定災(zāi)害隱患點(diǎn)存在災(zāi)害的可能性，實(shí)現(xiàn)評(píng)判預(yù)警。圖3-45基于GIS的災(zāi)害隱患點(diǎn)與災(zāi)害因子的疊加分析示意圖危險(xiǎn)性區(qū)劃與模型庫(kù)建立：根據(jù)瓦斯、水害等不同礦井重大危險(xiǎn)源類型建立相應(yīng)的專業(yè)模型庫(kù)，如瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)首先依據(jù)礦井地質(zhì)條件和煤層賦存情況建立瓦斯地質(zhì)區(qū)劃圖（含瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)、瓦斯突出威脅區(qū)、高瓦斯區(qū)等），其次依據(jù)動(dòng)態(tài)采掘信息、實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與相關(guān)瓦斯分區(qū)建立聯(lián)系并進(jìn)行比較分析確定可采區(qū)或未來的可采區(qū)是否屬于瓦斯警備區(qū)、瓦斯報(bào)警區(qū)等。評(píng)判預(yù)警判據(jù)的確定：評(píng)判預(yù)警判據(jù)主要是根據(jù)礦井重大危險(xiǎn)源因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的知識(shí)庫(kù)，如水害、瓦斯災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系庫(kù)相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為判據(jù)。評(píng)判數(shù)據(jù)獲?。涸u(píng)判數(shù)據(jù)主要包括歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。其中歷史數(shù)據(jù)主要來源于相關(guān)礦井空間數(shù)據(jù)庫(kù)中心，主要包括各類圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)等；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過監(jiān)控硬件設(shè)備與系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心，并發(fā)送到礦井空間數(shù)據(jù)庫(kù)中心實(shí)時(shí)提供給評(píng)判預(yù)警服務(wù)與應(yīng)用。評(píng)判預(yù)警模型運(yùn)算與結(jié)果發(fā)布：主要依據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與區(qū)劃圖疊加，并利用GIS模型庫(kù)與空間分析方法參照災(zāi)害因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系在礦井重大危險(xiǎn)源隱患點(diǎn)區(qū)劃圖上實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的評(píng)判預(yù)警，形成預(yù)警預(yù)報(bào)結(jié)果圖，最終可以采用不同形式進(jìn)行發(fā)布。區(qū)域—單體聯(lián)合評(píng)判預(yù)警模型基于GIS的區(qū)域預(yù)警模型和單體預(yù)警模型是相互關(guān)聯(lián)的，它們各有側(cè)重，又相互補(bǔ)充，兩者的聯(lián)合預(yù)警預(yù)報(bào)具有很大優(yōu)勢(shì)。其中基于GIS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型能在宏觀上給出礦井重大危險(xiǎn)源危險(xiǎn)度在整個(gè)區(qū)域的空間分布，并可指導(dǎo)單體預(yù)警預(yù)報(bào)工作的開展，例如典型災(zāi)害體選擇、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)等；而基于GIS的單體評(píng)判預(yù)警模型能對(duì)特定的災(zāi)害監(jiān)測(cè)對(duì)象給出相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)警預(yù)報(bào)，并可對(duì)區(qū)域預(yù)警預(yù)報(bào)進(jìn)行驗(yàn)證；兩者的聯(lián)合應(yīng)用將會(huì)極大的提高預(yù)警預(yù)報(bào)的效率和準(zhǔn)確性，具體實(shí)現(xiàn)流程如圖3-46。區(qū)域評(píng)判預(yù)警方法能從宏觀上把握礦井重大危險(xiǎn)源發(fā)生的規(guī)律，這些規(guī)律用于單體評(píng)判預(yù)警的機(jī)理分析，而單體的機(jī)理分析又可為區(qū)域預(yù)警預(yù)報(bào)指標(biāo)體系的建立提供參考依據(jù)。煤礦重大危險(xiǎn)源隱患的預(yù)警預(yù)報(bào)主要偏重于少數(shù)重點(diǎn)災(zāi)害隱患點(diǎn)（如瓦斯、水害）評(píng)判預(yù)警，基于GIS的單體評(píng)判預(yù)警模型應(yīng)用相對(duì)較多，而基于GIS的區(qū)域評(píng)判預(yù)警模型主要側(cè)重礦井整體重大危險(xiǎn)源隱患的預(yù)警預(yù)報(bào)。為此，在礦井重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別中通常應(yīng)用區(qū)域—單體聯(lián)合隱患識(shí)別預(yù)警模型，但要依據(jù)具體情況采用。但不論何種礦井重大危險(xiǎn)源的發(fā)生都是來源不同的異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)，把握相關(guān)危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)規(guī)律、建立相關(guān)預(yù)警模型是實(shí)現(xiàn)礦井重大危險(xiǎn)源隱患識(shí)別與預(yù)警預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。圖3-46基于GIS的區(qū)域－單體聯(lián)合評(píng)判預(yù)警模型3.6.2其他數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用在決策支持和預(yù)警系統(tǒng)中，還應(yīng)該包括大量的專業(yè)數(shù)學(xué)模型庫(kù)，以供分析與水、瓦斯、火、頂板等相關(guān)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的變化或內(nèi)在規(guī)律時(shí)調(diào)用。下面列出幾種先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型和方法。要素識(shí)別模型在地學(xué)研究工作中，一個(gè)最基本的問題是要確定地學(xué)環(huán)境與資源的主要要素，按各要素的重要程度和制約強(qiáng)度的差異確定可利用元素、可開發(fā)元素和制約元素，以便為系統(tǒng)分析與規(guī)劃決策服務(wù)。這一方面的定量方法就