王 超，鄭志超，孔 超

(1.山東能源沖擊地壓防治研究中心兗煤分中心，山東省鄒城市，273500；2. 山東愛(ài)拓軟件開(kāi)發(fā)有限公司，山東省泰安市，271000)

沖擊地壓已成為影響我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)最為突出的災(zāi)害類(lèi)型[1]。山東能源集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“集團(tuán)”)沖擊地壓礦井大多分布在山東、新疆、內(nèi)蒙等地。其中，位于山東的煤礦多數(shù)已經(jīng)進(jìn)入深部開(kāi)采[2]，沖擊地壓煤礦較多[3]，沖擊地壓防治工作形勢(shì)嚴(yán)峻。

新山東能源防沖中心整合了兗州煤業(yè)與原山東能源防沖中心力量，進(jìn)一步推進(jìn)了沖擊地壓防治由基層礦井治理向集團(tuán)統(tǒng)一戰(zhàn)略升級(jí)的轉(zhuǎn)變。

近年來(lái)，國(guó)家有關(guān)部門(mén)相繼出臺(tái)了多個(gè)沖擊地壓防治與監(jiān)管制度[4]，規(guī)定了一整套規(guī)范的防治措施和流程，旨在規(guī)范和指導(dǎo)煤礦的沖擊地壓監(jiān)測(cè)與防治工作。沖擊地壓可防可治，防沖中心依據(jù)職責(zé)，更應(yīng)做好防沖措施管理和監(jiān)督檢查工作。

1 沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)意義

沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“平臺(tái)”)的建設(shè)是行業(yè)與時(shí)代發(fā)展相結(jié)合的必然結(jié)果。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐總結(jié)，各種沖擊地壓監(jiān)測(cè)與防治方法得到了推廣應(yīng)用；我國(guó)沖擊地壓防治法律法規(guī)體系也基本形成。在這樣的行業(yè)變革下，沖擊地壓監(jiān)管工作若不做出順應(yīng)行業(yè)與時(shí)代的變革，則注定無(wú)法實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的監(jiān)管。

依靠傳統(tǒng)方式開(kāi)展監(jiān)管缺乏時(shí)效性，也給監(jiān)察人員帶來(lái)繁重的工作負(fù)擔(dān)，容易出現(xiàn)監(jiān)督缺乏重點(diǎn)，浪費(fèi)監(jiān)察資源等，無(wú)法做到對(duì)煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用情況、相關(guān)法律法規(guī)執(zhí)行情況的監(jiān)督。

互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異，煤礦行業(yè)自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)等服務(wù)水平也迅速提升，沖擊地壓監(jiān)管工作也必須走科學(xué)發(fā)展的道路[5]。集團(tuán)在各煤礦與中心之間架設(shè)了工業(yè)內(nèi)網(wǎng)，為煤礦系統(tǒng)集成、信息資源共享和智能系統(tǒng)建設(shè)創(chuàng)造了條件[6]。為貫徹“集中監(jiān)督、全程監(jiān)管、全員防治”的目標(biāo)，建設(shè)沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)，強(qiáng)化管理、落實(shí)監(jiān)督、規(guī)范煤礦沖擊地壓防治，符合行業(yè)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的新形態(tài)，能切實(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，是對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)管方式的優(yōu)化升級(jí)，在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管中也可發(fā)揮示范作用。

2 沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)問(wèn)題分析

沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)在建設(shè)過(guò)程中面臨著諸多問(wèn)題：

(1)煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多樣，不同廠(chǎng)家的同類(lèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范也不同，煤礦到上級(jí)部門(mén)的數(shù)據(jù)采集需要多級(jí)傳輸，面臨多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與信息網(wǎng)絡(luò)化問(wèn)題[7]；

(2)保障數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量是平臺(tái)建設(shè)的重中之重，平臺(tái)的數(shù)據(jù)集成涉及煤礦、煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠(chǎng)家、防沖中心等多個(gè)單位，數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)多，容易出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，出現(xiàn)責(zé)任主體不容易明確和難以保障數(shù)據(jù)真實(shí)性的問(wèn)題；

(3)平臺(tái)監(jiān)測(cè)信息應(yīng)具備實(shí)時(shí)性，既要保證大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能力，還要保證大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與高并發(fā)的快速處理能力，因此平臺(tái)信息處理能力是一個(gè)重要問(wèn)題；

(4)煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)信息具備空間屬性，對(duì)監(jiān)管監(jiān)察過(guò)程中的數(shù)據(jù)分析十分重要，平臺(tái)如何更好地合理利用是一個(gè)重要方面；

(5)平臺(tái)應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦防沖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、煤礦日常防沖工作的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)管，現(xiàn)有的沖擊地壓監(jiān)管工作要與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，這也給監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)帶來(lái)了新模式，在監(jiān)管內(nèi)容的創(chuàng)新與監(jiān)察方式的變革上還需要進(jìn)行深入探索。

3 沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)問(wèn)題解決與應(yīng)用技術(shù)

3.1 信息網(wǎng)絡(luò)化

沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)需要將煤礦數(shù)據(jù)集成至防沖中心服務(wù)器；防沖中心與各煤礦之間采用的是工業(yè)內(nèi)網(wǎng)連接。因?yàn)槊旱V數(shù)據(jù)不僅包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還包括礦圖、地質(zhì)資料、沖擊危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)等文件數(shù)據(jù)，種類(lèi)較多，數(shù)據(jù)量較大，更新也較快。平臺(tái)的用戶(hù)包含了防沖中心與煤礦用戶(hù)，且平臺(tái)的業(yè)務(wù)應(yīng)用較多，綜合考慮，平臺(tái)采用HTTP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。HTTP是Web應(yīng)用的基礎(chǔ)協(xié)議，可傳送信息類(lèi)別包括文本、聲音、圖像和視頻等，以滿(mǎn)足平臺(tái)的需要[8]。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸方式與數(shù)據(jù)采集手段

為了解決異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與信息網(wǎng)絡(luò)化問(wèn)題，平臺(tái)結(jié)合行業(yè)實(shí)際，設(shè)計(jì)了一套兼容各廠(chǎng)家監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，不同格式監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。煤礦安全監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中采用最多的數(shù)據(jù)集成技術(shù)是FTP文件交換和Socket方式，Socket在實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性方面都有一定優(yōu)勢(shì)。平臺(tái)采用Socket通信，制定一套全面完整的通訊接口，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

為了保障數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，避免過(guò)多的角色參與導(dǎo)致的穩(wěn)定性下降，避免后期平臺(tái)數(shù)據(jù)采集方面的維護(hù)與監(jiān)管出現(xiàn)的責(zé)任主體難以明確的現(xiàn)象，也為保障數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，平臺(tái)針對(duì)下屬煤礦所包含的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)配備了一套數(shù)據(jù)采集助手，包括KJ24、KJ743、KJ615、SOS、ARAMIS等。實(shí)現(xiàn)了采集助手直接從煤礦已有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒罌_中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸模式。煤礦負(fù)責(zé)維護(hù)采集助手，保證數(shù)據(jù)傳輸正常和網(wǎng)絡(luò)通暢，防沖中心負(fù)責(zé)監(jiān)督煤礦數(shù)據(jù)傳輸維護(hù)工作，減少了參與角色，實(shí)現(xiàn)了責(zé)任主體明確的目的，也最大程度地保證了集成后的數(shù)據(jù)與煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的一致性、真實(shí)性和有效性。

3.3 高并發(fā)與快速響應(yīng)

平臺(tái)為了保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，利用Memcached對(duì)象緩存系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)庫(kù)的響應(yīng)速度。Memcached主要用于動(dòng)態(tài)Web應(yīng)用，具有良好的分布式性能，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)可以有效地提高它的響應(yīng)速度并減少它的負(fù)載。平臺(tái)是數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，提供監(jiān)管業(yè)務(wù)應(yīng)用，相同的查詢(xún)?cè)L問(wèn)一定十分頻繁，而Memcached可有效地減輕數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)載，使系統(tǒng)運(yùn)行效率提升[9]。

3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與空間信息處理

目前主流企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有很多，本平臺(tái)選用了PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。PostgreSQL是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的、源代碼開(kāi)放的客戶(hù)/服務(wù)器關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，其配套的空間數(shù)據(jù)引擎PostGIS增強(qiáng)了空間數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)管理能力[10]。

北京54坐標(biāo)系，西安80坐標(biāo)系為參心大地坐標(biāo)系，WGS84坐標(biāo)系為質(zhì)心大地坐標(biāo)系。平臺(tái)統(tǒng)一采用WGS84坐標(biāo)系，利用經(jīng)緯坐標(biāo)，附加高程確定元素的空間位置。國(guó)內(nèi)礦圖多采用西安80坐標(biāo)系，WGS84坐標(biāo)系與其他坐標(biāo)的坐標(biāo)系均可相互轉(zhuǎn)換[11-12]。

PostGIS支持WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)，并且在計(jì)算幾何圖形的面積、距離、長(zhǎng)度、交集等操作時(shí)可以使用笛卡爾數(shù)學(xué)計(jì)算公式和直線(xiàn)向量，滿(mǎn)足平臺(tái)對(duì)沖擊地壓相關(guān)信息空間計(jì)算的需要。

3.5 分布式協(xié)同服務(wù)器

MapReduce并行編程模型用于數(shù)目眾多的機(jī)器處理海量數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為使用最為廣泛的并行編程模型之一[13]。將其應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、任務(wù)調(diào)度、利用分布式內(nèi)存緩沖進(jìn)行性能優(yōu)化等方面的研究都較為成熟。平臺(tái)使用了MapReduce處理海量數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)規(guī)律挖掘等任務(wù)，并配備了多臺(tái)服務(wù)器，建立了服務(wù)器集群，使平臺(tái)具備良好的大數(shù)據(jù)處理能力，可快速響應(yīng)復(fù)雜的大數(shù)據(jù)查詢(xún)處理任務(wù)。

3.6 WebGIS

WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開(kāi)發(fā)的產(chǎn)物，因其良好的擴(kuò)展性、可跨平臺(tái)使用等特性被普遍使用[14]。整個(gè)WebGIS系統(tǒng)由客戶(hù)端、Web服務(wù)器、地圖應(yīng)用服務(wù)器和地圖數(shù)據(jù)庫(kù)[15]組成。平臺(tái)客戶(hù)端采用WebGIS的客戶(hù)端作為展示全國(guó)地圖、各煤礦位置的基礎(chǔ)框架。還可以利用空間信息，將各煤礦礦圖、采掘信息、監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行一張圖上的有機(jī)融合。WebGIS與PostGIS和統(tǒng)一的空間坐標(biāo)相結(jié)合，為開(kāi)展統(tǒng)一的數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

4 沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)架構(gòu)

沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)在綜合使用平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用技術(shù)后，總體分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)應(yīng)用層三大部分。數(shù)據(jù)采集層由數(shù)據(jù)采集程序、信息上報(bào)客戶(hù)端組成；數(shù)據(jù)處理層包括服務(wù)器集群、緩存服務(wù)器、空間GIS服務(wù)；數(shù)據(jù)應(yīng)用層包括監(jiān)管平臺(tái)客戶(hù)端、防沖中心大屏、信息推送系統(tǒng)和聲光報(bào)警器。

數(shù)據(jù)采集程序用于實(shí)時(shí)采集煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)類(lèi)數(shù)據(jù)，比如應(yīng)力、微震等；信息上報(bào)客戶(hù)端主要用于獲取進(jìn)尺、礦圖、防沖資料、防沖工程、煤礦防沖日?qǐng)?bào)等現(xiàn)階段無(wú)法自動(dòng)采集的信息。

服務(wù)器集群用于存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)查詢(xún)與任務(wù)指令；緩存服務(wù)器用于處理高并發(fā)，提供部分指令的快速響應(yīng)；空間GIS服務(wù)一方面提供全國(guó)地圖供平臺(tái)客戶(hù)端展示，另一方面提供空間數(shù)據(jù)的分析計(jì)算。

監(jiān)管平臺(tái)客戶(hù)端為防沖中心人員提供各種應(yīng)用功能；防沖中心大屏提供實(shí)時(shí)輪詢(xún)監(jiān)控監(jiān)測(cè)的展示和視覺(jué)提醒工具；信息發(fā)送程序提供信息遠(yuǎn)程提醒；平臺(tái)出現(xiàn)異常時(shí)，聲光報(bào)警器提供聲光報(bào)警。平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)

5 沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)主要應(yīng)用功能

監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)的目的是更科學(xué)有效地開(kāi)展對(duì)煤礦防沖工作的監(jiān)管工作。平臺(tái)將計(jì)算機(jī)自動(dòng)化與防沖中心實(shí)際工作相結(jié)合，提供主要監(jiān)管功能。平臺(tái)監(jiān)管主界面情況如圖2所示。

圖2 平臺(tái)監(jiān)管主界面

5.1 煤礦防沖資料的完整性監(jiān)管

煤礦開(kāi)采沖擊傾向性的煤層，必須進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[16]。相應(yīng)的，沖擊地壓煤礦的防沖設(shè)計(jì)、生產(chǎn)能力論證、防沖培訓(xùn)檔案、防沖工程等記錄臺(tái)賬等多類(lèi)防沖檔案都在監(jiān)管之列，檢查這些文件的完整性與內(nèi)容的合理性是監(jiān)管工作之一。

平臺(tái)提供防沖檔案管理功能，各礦通過(guò)信息上報(bào)客戶(hù)端按要求上傳相應(yīng)文件資料。平臺(tái)自動(dòng)監(jiān)管煤礦上傳資料的完整性，當(dāng)煤礦出現(xiàn)資料不完整等異常情況時(shí)，平臺(tái)自動(dòng)向煤礦和中心發(fā)出警示提醒。中心收到警示提醒后可核實(shí)情況，問(wèn)責(zé)煤礦；煤礦收到警示提醒后可查看平臺(tái)，及時(shí)補(bǔ)充資料。煤礦上傳的防沖檔案列表情況如圖3所示。

圖3 煤礦上傳的防沖檔案列表

5.2 工作面鄰近距離監(jiān)管

開(kāi)采沖擊地壓煤層時(shí)，在應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)不得布置同時(shí)進(jìn)行采掘作業(yè)的2個(gè)工作面。開(kāi)展采掘工作時(shí)，應(yīng)確保2個(gè)回采工作面之間、回采工作面與掘進(jìn)工作面之間、2個(gè)掘進(jìn)工作面之間留有足夠的間距，以避免應(yīng)力疊加導(dǎo)致沖擊地壓的發(fā)生[17]。

平臺(tái)具備監(jiān)管各工作面之間距離的功能。利用空間服務(wù)器，根據(jù)進(jìn)尺計(jì)算出各工作面之間的空間距離。當(dāng)出現(xiàn)2個(gè)工作面之間的距離不符合系統(tǒng)預(yù)設(shè)的安全距離范圍時(shí)，平臺(tái)自動(dòng)發(fā)出警示提醒。煤礦收到提醒后可立即根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整，并向防沖中心反饋，防沖中心可根據(jù)反饋情況酌情處理。兩回采面距離與鄰近關(guān)系展示情況如圖4所示。

圖4 兩回采面距離與鄰近關(guān)系展示

5.3 煤礦防沖日?qǐng)?bào)監(jiān)管

煤礦每日會(huì)記錄防沖臺(tái)賬，形成防沖日?qǐng)?bào)，包括工作面、進(jìn)尺、應(yīng)力與微震的監(jiān)測(cè)情況、防沖工程的施工情況等信息，是煤礦防沖工作的重要組成部分。

煤礦通過(guò)平臺(tái)上傳防沖日?qǐng)?bào)，防沖中心可在線(xiàn)檢查防沖日?qǐng)?bào)的內(nèi)容。對(duì)于未按時(shí)上傳日?qǐng)?bào)的煤礦，平臺(tái)自動(dòng)發(fā)出警示提醒。煤礦收到提醒后可補(bǔ)發(fā)日?qǐng)?bào)，或向中心說(shuō)明情況。

5.4 煤礦綜合沖擊指數(shù)監(jiān)管

煤礦沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用數(shù)學(xué)模型將復(fù)雜的沖擊地壓數(shù)據(jù)同化到同一層面上，建立沖擊地壓預(yù)警模型，進(jìn)行沖擊地壓災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與事故分析，以此提高沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警水平和準(zhǔn)確性的思路已經(jīng)得到普遍認(rèn)可。

平臺(tái)從監(jiān)管角度出發(fā)，采用多參量監(jiān)測(cè)的權(quán)重分析法[18]，為各礦評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)與等級(jí)，形成煤礦沖擊指數(shù)排名，為防沖中心監(jiān)管工作提供實(shí)時(shí)的分析和提醒，使監(jiān)管工作有的放矢。某時(shí)間平臺(tái)得出的煤礦綜合沖擊指數(shù)排名前3名如圖5所示。

圖5 某時(shí)間平臺(tái)得出的煤礦綜合沖擊指數(shù)排名前三名

5.5 煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)管

煤礦保障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行、正常運(yùn)行，是煤礦利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)防治沖擊地壓的基礎(chǔ)。煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也是監(jiān)管部門(mén)重點(diǎn)檢查的內(nèi)容。

平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，自動(dòng)通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與儀表的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)判斷井下儀表的運(yùn)行情況。形成防沖中心對(duì)煤礦防沖監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)監(jiān)管。

5.6 數(shù)據(jù)集成狀態(tài)監(jiān)管

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是平臺(tái)自動(dòng)監(jiān)管檢查、自動(dòng)分析的基礎(chǔ)。平臺(tái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集程序安裝在各個(gè)煤礦，只有保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集程序的正常運(yùn)行，才能保證煤礦到防沖中心的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各采集程序的運(yùn)行情況，針對(duì)采集程序退出或斷線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況發(fā)出警示提醒。煤礦收到提醒后須立即核實(shí)情況，并使采集程序正常連接或恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)。平臺(tái)集成各礦數(shù)據(jù)狀態(tài)遷徙情況如圖6所示。

圖6 平臺(tái)集成各礦數(shù)據(jù)狀態(tài)遷徙圖

5.7 監(jiān)測(cè)異常與煤礦處置情況監(jiān)管

當(dāng)煤礦出現(xiàn)煤巖體應(yīng)力監(jiān)測(cè)[19]異常、大增幅或微震震級(jí)、頻度[20]異常情況后，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)措施保障生產(chǎn)安全。

平臺(tái)提供多種監(jiān)測(cè)異常的提醒和分析功能，防沖中心發(fā)現(xiàn)煤礦長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)異常卻依然無(wú)視危險(xiǎn)的情況，可立即發(fā)出整改要求，責(zé)令礦方注意安全生產(chǎn)。

5.8 其他監(jiān)管功能

煤礦沖擊地壓控制應(yīng)形成分階段、分區(qū)域、分類(lèi)型的沖擊地壓解危技術(shù)體系[21]。針對(duì)現(xiàn)有的防沖技術(shù)體系，平臺(tái)支持監(jiān)管煤礦鉆屑法施工、預(yù)卸壓工程施工、解危措施施工、煤礦采掘速度等。這些信息在煤礦防沖工作中有著十分重要的地位。平臺(tái)提供了多類(lèi)防沖信息的監(jiān)管方案，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦防沖工作的全方面監(jiān)管。

6 平臺(tái)實(shí)際應(yīng)用效果

該平臺(tái)已經(jīng)投入使用，煤礦每日維護(hù)數(shù)據(jù)采集程序，并主動(dòng)通過(guò)信息上報(bào)客戶(hù)端上傳相關(guān)信息；中心使用監(jiān)管平臺(tái)客戶(hù)端檢查管理；平臺(tái)服務(wù)器自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)管煤礦，出現(xiàn)異常情況后自動(dòng)通過(guò)短信提醒煤礦和防沖中心。

6.1 數(shù)據(jù)集成狀態(tài)監(jiān)管的實(shí)際應(yīng)用案例

2020年11月12日20時(shí)37分下屬礦井出現(xiàn)了采集程序斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)鏈接的情況，系統(tǒng)隨即形成了藍(lán)色等級(jí)的斷網(wǎng)警示事件，并向接收藍(lán)色等級(jí)警示信息的6名該煤礦值班室人員發(fā)出短信提醒，最終該煤礦于2020年11月12日21時(shí)17分恢復(fù)聯(lián)網(wǎng)。

6.2 監(jiān)測(cè)異常與煤礦處置情況監(jiān)管的實(shí)際應(yīng)用案例

2020年8月4日，防沖中心接到平臺(tái)發(fā)出的下屬煤礦微震監(jiān)測(cè)異常警示提醒后。通過(guò)平臺(tái)微震能頻曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，2020年7月29日至8月4日微震事件日總能量與發(fā)生頻率線(xiàn)隨采掘速度的提升有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。防沖中心隨即向煤礦發(fā)出督辦通知書(shū)，說(shuō)明情況，并要求限制工作面每日推進(jìn)速度不得超過(guò)2 m。

6.3 煤礦防沖日?qǐng)?bào)監(jiān)管的實(shí)際效果

煤礦每日填報(bào)防沖日?qǐng)?bào)上傳，防沖中心每日檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況立即向煤礦核實(shí)。不僅可以發(fā)現(xiàn)煤礦防沖工作中的異常，也大大提升了煤礦對(duì)日常防沖工作的重視，提升了防沖工作在煤礦日常工作中的地位。

6.4 煤礦綜合沖擊指數(shù)監(jiān)管的實(shí)際效果

防沖中心將煤礦綜合沖擊指數(shù)表投放到監(jiān)測(cè)大屏，綜合沖擊指數(shù)高的煤礦一目了然。防沖中心重點(diǎn)關(guān)注綜合沖擊指數(shù)較高的煤礦，防沖監(jiān)管工作有了重心，節(jié)約了人力物力。

7 平臺(tái)優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新點(diǎn)

7.1 大數(shù)據(jù)分布式服務(wù)器集群架構(gòu)

平臺(tái)綜合應(yīng)用了Memcached、PostgreSQL、MapReduce等工具，組建了分布式大數(shù)據(jù)服務(wù)器集群，提供了科學(xué)合理高效的平臺(tái)架構(gòu)，為平臺(tái)的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高效的數(shù)據(jù)采集、各項(xiàng)系統(tǒng)服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用等發(fā)揮了很好的支撐作用。

7.2 WebGIS地理信息空間服務(wù)

平臺(tái)應(yīng)用空間地理信息一張圖融合的思想理念，應(yīng)用PostGIS、WebGIS和統(tǒng)一的WGS84坐標(biāo)系，建立了具備高兼容性、高延展性、空間數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大的地理信息空間服務(wù)。使得平臺(tái)可根據(jù)真實(shí)的空間信息對(duì)數(shù)據(jù)加工分析，將數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值最大化。

7.3 提供自動(dòng)化防沖監(jiān)管解決方案

平臺(tái)的功能研發(fā)均從實(shí)際出發(fā)，為實(shí)時(shí)監(jiān)管煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況、采掘工作、日常防沖工作、防沖檔案資料、防沖工程等提供了合理的解決方案。切實(shí)解決了防沖中心面臨的監(jiān)管困難，也給防沖工作帶來(lái)了全新的內(nèi)容。平臺(tái)在節(jié)約人力物力和指導(dǎo)防沖工作方面取得了良好的應(yīng)用效果。

8 結(jié)語(yǔ)

山東能源沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)的架構(gòu)是對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用，切實(shí)解決了監(jiān)管部門(mén)集成煤礦數(shù)據(jù)時(shí)面臨的大數(shù)據(jù)、高并發(fā)、維護(hù)難等問(wèn)題。平臺(tái)以GIS空間地理信息為基礎(chǔ)融合所有數(shù)據(jù)，是解決煤礦空間信息集成的便捷且有效的方法。

山東能源沖擊地壓大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)的建成是集團(tuán)沖擊地壓防治與監(jiān)管工作的一大進(jìn)步，補(bǔ)充完善了對(duì)煤礦沖擊地壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為防沖中心提供了多種監(jiān)管新方式，達(dá)到了降低煤礦沖擊危險(xiǎn)的效果。平臺(tái)的建設(shè)在行業(yè)內(nèi)起到了示范作用，為今后其他監(jiān)管工作的智能化平臺(tái)建設(shè)提供了參考。