卜瑜

[摘 要]在礦山生產(chǎn)中，做好水文監(jiān)測(cè)，是保證生產(chǎn)安全的一個(gè)重要舉措，必須得到足夠的重視。基于群組專用移動(dòng)通信技術(shù)，構(gòu)建了相應(yīng)的礦井水文遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下水文信息的遠(yuǎn)程采集和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，方便管理人員及時(shí)做出決策，保證礦井生產(chǎn)安全。

[關(guān)鍵詞]礦山；水文監(jiān)測(cè)；群組專用移動(dòng)通信技術(shù)；運(yùn)用

[中圖分類號(hào)]TD65 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

安全問(wèn)題是礦山企業(yè)生產(chǎn)管理中必須放在首要位置的問(wèn)題，但是在不斷的發(fā)展過(guò)程中，礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率持續(xù)提高，傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)方法暴露出越來(lái)越多的問(wèn)題，已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足安全管理的要求。對(duì)此，需要引入現(xiàn)代化通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于礦井水文參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析，以此保證礦井生產(chǎn)安全。

1 群組專用移動(dòng)通信技術(shù)概述

群組專用移動(dòng)通信技術(shù)，或者說(shuō)蜂窩移動(dòng)通信，簡(jiǎn)稱GSM，是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)支持下的一種即時(shí)性移動(dòng)通信技術(shù)，可以在信息服務(wù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)和傳遞函數(shù)的轉(zhuǎn)化，結(jié)合專用的控制通道來(lái)發(fā)送信息業(yè)務(wù)，直接實(shí)現(xiàn)信息發(fā)送端與目的地址的信息傳輸。中央終端能夠?qū)π畔l(fā)送的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，如果由于干擾或者其他因素導(dǎo)致呼叫失敗，則網(wǎng)絡(luò)會(huì)繼續(xù)發(fā)出呼叫信息，直到確認(rèn)信息被可靠接收。

2 群組專用移動(dòng)通信技術(shù)在礦山水文監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

礦井水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本架構(gòu)如圖2所示。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了GSM技術(shù)，不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理應(yīng)用，而且信息傳輸效率高、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣。時(shí)分多址技術(shù)的應(yīng)用，形成了頻率-時(shí)間分割的蜂窩結(jié)構(gòu)，其能夠提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、消息服務(wù)和語(yǔ)音服務(wù)等功能模塊，基本上可以滿足礦井下水文監(jiān)測(cè)的各種需求。

2.2 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的構(gòu)建主要是為了更加直觀的做好水文監(jiān)測(cè)工作，確保管理決策的及時(shí)性和準(zhǔn)備性。結(jié)合GSM技術(shù)，可以完成數(shù)據(jù)的收集，然后將其導(dǎo)入到相應(yīng)的軟件中，做好數(shù)據(jù)處理和參數(shù)標(biāo)定工作。

同時(shí)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井下水文情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，方便做好水文變化的預(yù)測(cè)和分析，需要構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，做好數(shù)據(jù)信息的記錄和存儲(chǔ)。在這個(gè)過(guò)程中，涉及幾個(gè)重要的內(nèi)容，一是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的插入，主要是從工作表中將信息復(fù)制到數(shù)據(jù)庫(kù)，確保每一個(gè)數(shù)據(jù)都存在獨(dú)特的識(shí)別號(hào)碼，以方便進(jìn)行整理和查詢；二是信息的輸出，利用查詢表，能夠?qū)⑺臄?shù)據(jù)庫(kù)模型中的全部信息輸出，也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇部分信息進(jìn)行輸出；三是平均水位預(yù)測(cè)，主要是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)井下水位季節(jié)性變化的趨勢(shì)，來(lái)對(duì)季節(jié)的平均水位進(jìn)行預(yù)測(cè)。

結(jié)合專業(yè)的應(yīng)用軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與地理數(shù)據(jù)的可視化，可以在界面上根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行信息的添加或者刪除。如果需要取得平均值，則可以直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用，以此來(lái)分析一段時(shí)間內(nèi)的水文變化，這種模式被稱為靜態(tài)模式；如果需要獲取當(dāng)前值，同樣可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用實(shí)時(shí)采集到的水文參數(shù)，對(duì)地下水文狀況的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行分析，這種模式被稱為動(dòng)態(tài)模式。

2.3 系統(tǒng)應(yīng)用

以某煤礦為例，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析。該煤礦呈東南-西北走向，全長(zhǎng)27.4km，寬3.2～12.5km，地層構(gòu)造為單斜構(gòu)造，沿走向存在起伏褶曲，巖層包括了泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖等。礦區(qū)地表水豐富，以大氣降水為主要補(bǔ)充方式，地下水文偏高，礦井施工可能會(huì)引發(fā)突水事故，也會(huì)導(dǎo)致地下水位的下降，給周邊居民的生活用水帶來(lái)不便。因此，需要切實(shí)做好水文監(jiān)測(cè)工作。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，確定系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。測(cè)量得到水文參數(shù)可以存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，構(gòu)建相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)表和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表。同時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加載和傳輸功能進(jìn)行測(cè)試，確保其能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。結(jié)合礦區(qū)水文監(jiān)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)巷道的的水位呈現(xiàn)出前高后低的趨勢(shì)，巷道下部存在傾角為18°的含水層，上部巷道與主要含水層齊平，對(duì)于巷道的挖掘雖然有一定影響，但是在可以接收接受的范圍內(nèi)，能夠保證巷道的安全性和穩(wěn)定性。

為了對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，將動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的結(jié)果與人工監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)合對(duì)比結(jié)果分析，礦井下的地下水水位與煤礦的開(kāi)采量存在一定的聯(lián)系，伴隨著開(kāi)采量的增大，水位逐漸下井，總體上，地下水水位保持在16.21～19.32m之間，水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與人工實(shí)際測(cè)量得到的數(shù)據(jù)相對(duì)誤差最大為1.01%，基本上能夠真實(shí)的反應(yīng)水位情況。

在試運(yùn)行階段，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于水溫、水位等的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，即使部分傳感器出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警信息，提醒值班人員進(jìn)行處理，保證了水文監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)性和連續(xù)性。

3 結(jié)語(yǔ)

在礦山水文監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用群組專用移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的水文遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化采集，構(gòu)建可視化模型，能夠滿足礦山井下水文監(jiān)測(cè)的要求，方便管理人員及時(shí)決策，保證了礦山的生產(chǎn)安全。

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