煤礦瓦斯抽采和探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)研究制定

中圖分類(lèi)號(hào)：TD712/745 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.18251

Study and formulation of standards for intelligent management system of coal mine gas extraction and water exploration operations

SUN Jipingl，GONGDali2 （1.SchoolofArtificialInteligence，China UniversityofMiningandTechnology-Beijing，Beijing0o083，China; 2.Reliable Agent Technology （Beijing） Co.，Ltd.，Beijing10oo83， China）

Abstract：Gas extraction and water exploration operations are the main measures for the prevention and control of gasand water hazards in coal mines. At present， these operations face chalenges such as noncompliance with design plans，ineffective supervision，and substandard borehole quality.The intellgent management system for gas extraction and water exploration leverages AI-based image recognition technology to automatically detect borehole depth， thereby reducing the occurrence of gas and water accidents. ① Based on the operational requirements of gas extraction and water exploration in coal mines， it was proposed that the target identification accuracy should be no less than 95% ，and the target recall rate should be no less than 95% ② According to the workflow of gas extraction operations in coal mines， it was proposed that the intelligent management system for gas extraction should include functions such as gas geological modeling，extraction borehole design，construction planning， borehole operation， borehole acceptance， borehole record management， pipeline management， parameter monitoring， mine environment monitoring， extraction compliance evaluation， and prediction of absolute gas emission. It should also provide capabilities including but not limited to display， query，storage，and alarm function.Based on the operational needs of gas extraction， it was proposed that the system wasalso expected to provide auxiliary borehole design based on extraction methods，dispatch of construction plans，receipt of borehole operation plans by on-site devices，automatic calculation of borehole depth， and final acceptance of gas extraction boreholes.It was further proposed that documentation such as extraction design statements for working faces，safety technical measures，original shift reports，final acceptance forms for gas extraction boreholes，complete extraction borehole operation videos， and videos of each driling process should be retained for at least two years. ③ According to the workflow of water exploration operations in coal mines， it was proposed that the intelligent management system should include functions such as \"three-special management\"，geophysical survey management， driling design，drilling planning， drilling operation，driling acceptance，drilinganalysis，and driling ledger management，with capabilities for display，query，storage，and alarm functions.Based on the operational needs of water exploration， it was proposed that the system should provide auxiliary borehole design based on anomalous geophysical zones，dispatch of driling plans，reception of borehole operation plans by on-site devices，automatic calculation of borehole depth，acceptance of individual boreholes and overal driling projects，and big data analysis applications. It was also proposed that the system should support entry and exit logging of dedicated water exploration personnel and enable real-time tracking of their location during operations. The system was also expected to display real-time methane sensor readings from the operation site. It was proposed that documentation such as geophysical survey and drilling design documents， safety technical measures，excavation suspension notices，water exploration notices，original shift reports，driling project acceptance forms， safety confirmation handover forms， excavation approval notices， driling project summaries，monthly/quarterly/annual water exploration statistics，complete drilling operation videos，single-hole operation videos， and videos of each drilling rod process should be retained for at least two years.

Key words： coal mine disaster prevention and control; gas extraction; water exploration operation; intelligent management; standards

0引言

煤礦瓦斯抽采是煤礦瓦斯防治的主要措施[1-2]當(dāng)前煤礦瓦斯抽采鉆孔作業(yè)存在不按設(shè)計(jì)施工、無(wú)有效監(jiān)督手段、鉆孔質(zhì)量難以保障、鉆探作業(yè)人工檢測(cè)方式效率低、造假等問(wèn)題。煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)采用人工智能圖像識(shí)別和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，構(gòu)建智能化瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)模型，預(yù)測(cè)抽采達(dá)標(biāo)狀態(tài)，真正落實(shí)煤礦瓦斯防治措施，減少了瓦斯事故發(fā)生[3-4]，提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)了煤礦安全生產(chǎn)。為規(guī)范煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)，2023年國(guó)家能源局綜合司下達(dá)了“煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求”能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究制定項(xiàng)目（項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)：能源20230120），并確定由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）為負(fù)責(zé)起草單位，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)制定工作[5]。起草單位共同組建成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，負(fù)責(zé)該能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)研究及編制起草工作。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）孫繼平教授作為項(xiàng)目工作組組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目整體技術(shù)方案和指標(biāo)的確定及起草工作。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組通過(guò)多種途徑廣泛收集了與煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)資料，全面掌握了現(xiàn)有煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用和技術(shù)情況，在分析研究和試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，形成了《煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》（征求意見(jiàn)稿）。

煤礦探水作業(yè)是煤礦水害防治的主要措施[6-7]。但在煤礦探水作業(yè)中，存在探水作業(yè)不規(guī)范、探水鉆孔不到位等問(wèn)題，水害事故時(shí)有發(fā)生。煤礦探水作業(yè)場(chǎng)景視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決了鉆探工作取證問(wèn)題，但視頻監(jiān)控需要大量工作人員長(zhǎng)時(shí)間值守和查看，探水作業(yè)工程質(zhì)量難以保障，影響煤礦安全生產(chǎn)。煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)采用人工智能機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)探水作業(yè)過(guò)程進(jìn)行智能識(shí)別分析，具有作業(yè)流程標(biāo)準(zhǔn)化、作業(yè)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化、監(jiān)督管理智能化等優(yōu)點(diǎn)，提高了防治水工作科技水平，減少了煤礦水害事故的發(fā)生。為規(guī)范煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)，2023年國(guó)家能源局綜合司下達(dá)了“煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求”能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究制定項(xiàng)目（項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)：能源20230119），并確定由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）為負(fù)責(zé)起草單位，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)制定工作[5]。起草單位共同組建成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，負(fù)責(zé)該能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)研究及編制起草工作。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）孫繼平教授作為項(xiàng)目工作組組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目整體技術(shù)方案和指標(biāo)的確定及起草工作。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組通過(guò)多種途徑廣泛收集了與煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)有關(guān)的技術(shù)資料，全面掌握了現(xiàn)有煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用和技術(shù)情況，在分析研究和試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，形成了《煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》征求意見(jiàn)稿）。

本文根據(jù)《煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》（征求意見(jiàn)稿）和《煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》（征求意見(jiàn)稿）進(jìn)行整理。

1術(shù)語(yǔ)和定義

1）煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)是指具有瓦斯抽采鉆孔輔助設(shè)計(jì)、抽采施工計(jì)劃制定及自動(dòng)下發(fā)、抽采鉆孔作業(yè)管理、人工智能圖像識(shí)別抽采鉆孔深度、抽采鉆孔驗(yàn)收、抽采鉆孔臺(tái)賬等功能的系統(tǒng)。

2）煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)是指具有物探管理、探水計(jì)劃、鉆探設(shè)計(jì)、鉆探計(jì)劃及自動(dòng)下發(fā)、鉆探作業(yè)管理、鉆孔深度圖像實(shí)時(shí)智能識(shí)別、鉆探驗(yàn)收、鉆探分析、鉆探臺(tái)賬管理、“三專(zhuān)”管理等功能的煤礦探水作業(yè)全流程管理系統(tǒng)。

3）推理服務(wù)器是指使用推理引擎和推理規(guī)則，對(duì)輸人的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行推理計(jì)算，返回推理結(jié)果的專(zhuān)門(mén)用于處理推理任務(wù)的服務(wù)器。

4）應(yīng)用服務(wù)器是指為應(yīng)用程序提供運(yùn)行環(huán)境的服務(wù)器，用于管理應(yīng)用程序的執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、文件系統(tǒng)等資源，處理用戶(hù)請(qǐng)求，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。

5）視頻分析控制器是指具有視頻分析功能的專(zhuān)用設(shè)備，用于視頻分析和設(shè)備控制。

2系統(tǒng)組成與分類(lèi)

系統(tǒng)一般由應(yīng)用服務(wù)器、視頻分析控制器、推理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、硬盤(pán)錄像機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)、電源、線(xiàn)纜等設(shè)備組成。

按視頻分析設(shè)備設(shè)置地點(diǎn)，系統(tǒng)可分為： ① 井上分析型； ② 井下分析型； ③ 井下與井上共同分析型。

3通用要求

1）目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確率（識(shí)別目標(biāo)的準(zhǔn)確程度，用正確識(shí)別出的目標(biāo)數(shù)量/識(shí)別出的全部目標(biāo)數(shù)量表示）應(yīng)不低于 95% 。目標(biāo)識(shí)別召回率（正例目標(biāo)被識(shí)別全的程度，用識(shí)別出正例目標(biāo)/所有正例目標(biāo)表示）應(yīng)不低于 95% 。

2）用于煤礦井下爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備應(yīng)是防爆型設(shè)備，應(yīng)符合GB/T3836.1—2021《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》[8]、GB/T3836.2—2021《爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》[9]、GB/T3836.3—2021《爆炸性環(huán)境第3部分：由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備》[10]、GB/T3836.4—2021《爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“T保護(hù)的設(shè)備》[11]和GB/T3836.9—2021《爆炸性環(huán)境第9部分：由澆封型“m”保護(hù)的設(shè)備》[12]的規(guī)定。防爆型電氣設(shè)備宜采用本質(zhì)安全型。

3）系統(tǒng)應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能。系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能保證視頻上傳質(zhì)量，低時(shí)延、無(wú)卡頓、無(wú)花屏。系統(tǒng)應(yīng)支持接入符合要求的煤礦已有攝像機(jī)。

4）系統(tǒng)應(yīng)具有使用、運(yùn)行及維護(hù)技術(shù)文檔和手冊(cè)。系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)測(cè)試和試運(yùn)行驗(yàn)證后，方可交付運(yùn)行使用。

5）系統(tǒng)應(yīng)具有人機(jī)對(duì)話(huà)功能，以便于系統(tǒng)生成、參數(shù)修改、功能調(diào)用、控制命令輸人等。系統(tǒng)應(yīng)具有操作權(quán)限管理功能，對(duì)參數(shù)設(shè)置、控制等應(yīng)使用密碼操作，并具有操作記錄。系統(tǒng)應(yīng)具有煤礦基本信息、班次、關(guān)聯(lián)設(shè)備、工作面、表單模板、審批流程、圖紙等參數(shù)配置功能。

6）系統(tǒng)應(yīng)具有自診斷功能。當(dāng)系統(tǒng)中攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、硬盤(pán)錄像機(jī)、服務(wù)器等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警并記錄故障時(shí)間和故障設(shè)備，以供查詢(xún)及打印。系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份功能。

7）系統(tǒng)應(yīng)具有防雷功能。分別在入井口、地面調(diào)度室等處采取防雷措施[13]。

8）系統(tǒng)應(yīng)具有實(shí)時(shí)多任務(wù)功能。系統(tǒng)應(yīng)具有軟件自監(jiān)視和容錯(cuò)功能

9）在電網(wǎng)停電后，備用電源應(yīng)能保證系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間不小于 ^4h 。

10）系統(tǒng)信息安全應(yīng)符合GB/T22239—2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》[14]有關(guān)要求。攝像機(jī)信息安全應(yīng)符合GB/T28181—2016《公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》[15]、GB/T30147—2013《安防監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)智能分析設(shè)備技術(shù)要求》[16]、GB35114—2017《公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)要求》[17]有關(guān)要求。服務(wù)器信息安全應(yīng)符合GB/T22239—2019、GB/T39680—2020《信息安全技術(shù)服務(wù)器安全技術(shù)要求和測(cè)評(píng)準(zhǔn)則》[18]相關(guān)要求。

11）攝像機(jī)應(yīng)符合NB/T10720—2021《煤礦用攝像儀》9的規(guī)定，并滿(mǎn)足下列要求： ① 可見(jiàn)光成像分辨率應(yīng) ?1 （ 280×720 ，紅外熱成像分辨率應(yīng) ? 384×288 。 ② 采樣頻率應(yīng) ?25 幀/s。 ③ 應(yīng)支持視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) H.264/H.265/MJPEG 。 ④ 應(yīng)支持標(biāo)準(zhǔn)RTSP、ONVIF、GB28181協(xié)議對(duì)接。 ⑤ 應(yīng)具有低照度、寬動(dòng)態(tài)、可見(jiàn)光或紅外補(bǔ)光、強(qiáng)光抑制、視頻增強(qiáng)等功能。 ⑥ 應(yīng)具有斷網(wǎng)本地存儲(chǔ)及續(xù)傳功能。

12）視頻分析控制器應(yīng)具有RS485接口、數(shù)字輸入/輸出（DIO）接口、千兆光接口、千兆電接口、數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)技術(shù)（DSL）接口。

13）推理服務(wù)器應(yīng)符合下列要求： ① 算力應(yīng)支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)縮容。 ② 模型推理服務(wù)器應(yīng)支持多類(lèi)算法并行穩(wěn)定運(yùn)行。

14）應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)符合以下要求： ① 應(yīng)用服務(wù)器能夠支撐系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，數(shù)據(jù)及運(yùn)行日志數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間應(yīng) ?3 個(gè)月。 ② 應(yīng)用服務(wù)器可選擇物理服務(wù)器或云服務(wù)器。 ③ 滿(mǎn)足 7×24h 運(yùn)行需要，支持上電自啟動(dòng)功能。 ④ 配置雙熱插拔冗余電源。

15）視頻存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)符合下列要求： ① 應(yīng)具有視頻播放、快慢速播放、逐幀進(jìn)退、畫(huà)面暫停、圖像抓拍和回放控制、實(shí)時(shí)圖像畫(huà)面分割、錄像、音頻呼叫等功能。 ② 應(yīng)支持 30d 以上視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，支持存儲(chǔ)按需動(dòng)態(tài)擴(kuò)縮容。 ③ 應(yīng)支持錄像備份，關(guān)鍵數(shù)據(jù)雙重備份。 ④ 應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和規(guī)范，支持ONVIF、GB/T28181—2016、RTP/RTSP等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，兼容主流廠(chǎng)商前端設(shè)備。 ⑤ 應(yīng)支持緩存補(bǔ)錄技術(shù)，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性。 ⑥ 應(yīng)支持IPC動(dòng)態(tài)模塊快速接入，IPC模板動(dòng)態(tài)更新，用戶(hù)可添加和更新各類(lèi)型IPC模板，模板更新后即時(shí)生效。

4煤礦瓦斯抽采智能管理

4.1一般要求

1）系統(tǒng)應(yīng)符合《煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》的規(guī)定，系統(tǒng)中的設(shè)備應(yīng)符合《煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有煤礦基本信息、煤層信息、采掘工作面瓦斯地質(zhì)信息、煤層瓦斯賦存區(qū)分布、表單模板、審批流程、圖紙等參數(shù)配置功能。

4.2 瓦斯地質(zhì)建模

系統(tǒng)應(yīng)具有瓦斯地質(zhì)建模功能，具有煤層瓦斯賦存區(qū)分布、煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、絕對(duì)瓦斯涌出量、瓦斯抽采達(dá)標(biāo)在線(xiàn)分析預(yù)測(cè)等功能。

4.3抽采鉆孔與管路

4.3.1 抽采鉆孔設(shè)計(jì)

1）系統(tǒng)應(yīng)具有工作面抽采設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及抽采鉆孔信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、審批等功能。抽采設(shè)計(jì)信息包括： ① 抽采方法； ② 鉆場(chǎng)編號(hào)； ③ 鉆孔編號(hào)；④ 鉆機(jī)型號(hào)； ⑤ 鉆孔位置； ⑥ 開(kāi)孔高度； ⑦ 鉆孔方位角; ⑧ 鉆孔傾角； ⑨ 鉆孔間距； ⑩ 鉆孔孔徑； ① 鉆孔深度等。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有基于抽采方法的抽采鉆孔輔助設(shè)計(jì)功能。鉆場(chǎng)鉆孔布置應(yīng)符合AQ1027—2006《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》[20]的規(guī)定。

4.3.2 抽采施工計(jì)劃

系統(tǒng)應(yīng)具有抽采施工計(jì)劃信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、審批等功能。抽采施工計(jì)劃信息包括： ① 鉆場(chǎng)編號(hào); ② 鉆孔編號(hào)； ③ 鉆孔位置； ④ 開(kāi)孔高度； ⑤ 鉆孔方位角； ⑥ 鉆孔傾角; ⑦ 鉆孔間距; ⑧ 鉆孔孔徑；⑨ 鉆孔深度。

4.3.3 抽采鉆孔作業(yè)

1）系統(tǒng)應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成抽采鉆孔作業(yè)的接收、查詢(xún)、顯示、開(kāi)始、暫停、結(jié)束、匯報(bào)等功能。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)計(jì)算抽采鉆孔深度功能，宜采用人工智能圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)識(shí)別抽采鉆桿數(shù)量，并計(jì)算鉆孔深度。

3）系統(tǒng)宜具有開(kāi)孔方位角、傾角判斷和鉆孔軌跡測(cè)量?jī)x器控制功能。

4）瓦斯抽采鉆孔封孔方法及要求應(yīng)符合AQ1027—2006的規(guī)定。

4.3.4 抽采鉆孔驗(yàn)收

系統(tǒng)應(yīng)具有瓦斯抽采鉆孔驗(yàn)收功能，并自動(dòng)生成鉆孔驗(yàn)收表。系統(tǒng)宜具有視頻智能輔助驗(yàn)收

功能。

4.3.5 抽采鉆孔臺(tái)賬

系統(tǒng)應(yīng)具有瓦斯抽采鉆孔臺(tái)賬顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、下載、打印等功能。臺(tái)賬內(nèi)容包括： ① 工作面抽采設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； ② 安全技術(shù)措施； ③ 原始記錄班報(bào)表； ④ 抽采鉆孔竣工驗(yàn)收表； ⑤ 抽采鉆孔作業(yè)完整視頻等。

4.3.6抽采管路管理

系統(tǒng)應(yīng)具有瓦斯抽采鉆孔、抽采管路、抽采設(shè)備及泵站等信息的顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)功能。抽采管路布置、抽采設(shè)備及泵站應(yīng)符合AQ1027—2006的規(guī)定。

4.4監(jiān)測(cè)與評(píng)判

4.4.1 抽采參數(shù)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)具有抽采管路中甲烷濃度、流量、壓力、溫度等參數(shù)的采集、顯示及報(bào)警功能。監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)符合MT/T1126—2011《煤礦瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》[21]的規(guī)定。

4.4.2 礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)宜具有甲烷濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、一氧化碳濃度、溫度、粉塵等模擬量采集、顯示及報(bào)警功能

4.4.3 抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判

系統(tǒng)應(yīng)具有計(jì)算評(píng)價(jià)工作面瓦斯抽采率、回風(fēng)瓦斯?jié)舛仍u(píng)判、風(fēng)速評(píng)判等功能。判定指標(biāo)應(yīng)符合AQ1026—2006《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》[22的規(guī)定。

4.4.4絕對(duì)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、采掘情況、抽采流量等因素，分析瓦斯涌出來(lái)源，構(gòu)建工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)絕對(duì)瓦斯涌出量。

5煤礦探水作業(yè)智能管理

5.1一般要求

1）煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)應(yīng)符合《煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》的規(guī)定，系統(tǒng)中的設(shè)備應(yīng)符合《煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)技術(shù)要求》和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有物探、鉆探設(shè)計(jì)、計(jì)劃、作業(yè)、驗(yàn)收、分析、臺(tái)賬等功能。系統(tǒng)應(yīng)具有水害隱蔽致災(zāi)因素顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)等功能。

3）物探設(shè)計(jì)文檔、鉆探設(shè)計(jì)文檔、安全技術(shù)措施、停止掘進(jìn)通知單、探水通知單、原始記錄班報(bào)表、鉆探工程驗(yàn)收表、安全確認(rèn)移交表、允許掘進(jìn)通知單、鉆探工程總結(jié)、月/季/年度探水統(tǒng)計(jì)表、鉆探作業(yè)完整視頻、單孔作業(yè)視頻、每桿鉆進(jìn)視頻等資

料文檔應(yīng)保存2a以上。

5.2 “三專(zhuān)”管理

1）系統(tǒng)應(yīng)具有防治水專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能。防治水專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員信息包括： ① 姓名； ② 性別; ③ 年齡; ④ 學(xué)歷; ⑤ 專(zhuān)業(yè)；⑥ 職務(wù)； ⑦ 職稱(chēng); ⑧ 再培訓(xùn)記錄等。當(dāng)不符合煤礦水害防治的有關(guān)規(guī)定時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有專(zhuān)用探放水設(shè)備信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能。專(zhuān)用探放水設(shè)備信息包括：① 設(shè)備名稱(chēng); ② 設(shè)備狀態(tài)； ③ 設(shè)備數(shù)量； ④ 生產(chǎn)廠(chǎng)家； ⑤ 購(gòu)置日期; ⑥ 設(shè)備管理部門(mén)； ⑦ 設(shè)備使用地點(diǎn)； ⑧ 維修狀況； ⑨ 相關(guān)配件等。當(dāng)不符合煤礦水害防治的有關(guān)規(guī)定時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3）系統(tǒng)應(yīng)具有專(zhuān)門(mén)探放水隊(duì)伍中專(zhuān)職探放水作業(yè)人員信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能。專(zhuān)職探放水作業(yè)人員信息包括： ① 姓名； ② 年齡; ③ 部門(mén)；④ 職務(wù)； ⑤ 人員定位卡號(hào)； ⑥ 特種作業(yè)操作證證件編號(hào); ⑦ 特種作業(yè)操作證有效期; ⑧ 再培訓(xùn)記錄等。當(dāng)不符合煤礦水害防治的有關(guān)規(guī)定時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

5.3 物探管理

系統(tǒng)應(yīng)具有物探作業(yè)信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、審批等功能。物探作業(yè)信息包括： ① 物探位置; ② 物探日期; ③ 物探方法； ④ 物探范圍； ⑤ 物探單位； ⑥ 物探人員； ⑦ 物探設(shè)備； ⑧ 物探成果報(bào)告； ⑨ 物探成果圖紙等。

5.4鉆探管理

5.4.1 鉆探設(shè)計(jì)

1）系統(tǒng)應(yīng)具有鉆探設(shè)計(jì)文檔及相關(guān)信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、審批等功能。鉆探設(shè)計(jì)信息包括： ① 工作面名稱(chēng); ② 設(shè)計(jì)鉆探次數(shù); ③ 鉆機(jī)型號(hào)； ④ 鉆桿長(zhǎng)度； ⑤ 鉆孔編號(hào); ⑥ 鉆孔方位角； ⑦ 鉆孔傾角； ⑧ 鉆孔孔徑； ⑨ 鉆孔深度； ⑩ 套管長(zhǎng)度； ① 套管直徑等。系統(tǒng)應(yīng)具有基于物探異常區(qū)域范圍的鉆孔輔助設(shè)計(jì)功能。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有鉆探計(jì)劃信息顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、審批、下發(fā)等功能。鉆探計(jì)劃信息包括： ① 工作面名稱(chēng); ② 鉆探位置; ③ 鉆探日期; ④ 鉆探班次; ⑤ 施工單位; ⑥ 施工班組長(zhǎng); ⑦ 施工人員； ⑧ 鉆孔編號(hào)；⑨ 鉆孔方位角； ⑩ 鉆孔傾角； ① 鉆孔孔徑； ? 鉆孔深度； ? 套管長(zhǎng)度； ? 套管直徑等。系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)生成、下發(fā)停止掘進(jìn)通知單和探水通知單。

5.4.2 鉆探作業(yè)

1）系統(tǒng)應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成鉆探作業(yè)的接收、查詢(xún)、顯示、開(kāi)始、暫停、結(jié)束、匯報(bào)等功能。

2）系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)計(jì)算鉆孔深度功能，宜采用人工智能圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)識(shí)別鉆桿數(shù)量，并計(jì)算鉆孔深度。3）系統(tǒng)宜具有專(zhuān)職探放水作業(yè)人員作業(yè)期間的出入并記錄、人員定位軌跡查詢(xún)功能。4）系統(tǒng)宜具有作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)甲烷、一氧化碳、溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值顯示功能。5）系統(tǒng)宜具有開(kāi)孔方位角、傾角判斷和鉆孔軌跡測(cè)量?jī)x器控制功能。

5.4.3 鉆探驗(yàn)收

系統(tǒng)應(yīng)具有單孔驗(yàn)收及鉆探工程驗(yàn)收功能，并自動(dòng)生成鉆孔驗(yàn)收表。系統(tǒng)宜具有視頻輔助驗(yàn)收功能。

5.4.4 鉆探分析

系統(tǒng)應(yīng)具有鉆孔深度、鉆進(jìn)時(shí)間、鉆孔軌跡、終孔位置偏差等大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析功能，并自動(dòng)生成安全確認(rèn)移交表和允許掘進(jìn)通知單。

5.4.5 鉆探臺(tái)賬

系統(tǒng)應(yīng)具有鉆探作業(yè)臺(tái)賬顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、下載、打印等功能。臺(tái)賬內(nèi)容包括： ① 停止掘進(jìn)通知單； ② 鉆探作業(yè)通知單； ③ 原始記錄班報(bào)表； ④ 鉆探工程驗(yàn)收表； ⑤ 安全確認(rèn)移交表； ⑥ 充許掘進(jìn)通知單； ⑦ 鉆探作業(yè)完整視頻; ⑧ 單孔作業(yè)視頻; ⑨ 每桿鉆進(jìn)視頻等。

6結(jié)論

1）根據(jù)煤礦視頻分析設(shè)備設(shè)置地點(diǎn)，將系統(tǒng)分為井上分析型、井下分析型、井下與井上共同分析型3類(lèi)。

2）根據(jù)煤礦瓦斯抽采和探水作業(yè)業(yè)務(wù)需求，提出自標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確率應(yīng)不低于 95% ，目標(biāo)召回率應(yīng)不低于 95% 。

3）根據(jù)煤礦瓦斯抽采業(yè)務(wù)流程，提出煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)應(yīng)具有瓦斯地質(zhì)建模、抽采鉆孔設(shè)計(jì)、抽采施工計(jì)劃、抽采鉆孔作業(yè)、抽采鉆孔驗(yàn)收、抽采鉆孔臺(tái)賬、抽采管路管理、抽采參數(shù)監(jiān)測(cè)、礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)、抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判、絕對(duì)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)等顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能。

4）根據(jù)煤礦瓦斯抽采作業(yè)需求，提出煤礦瓦斯抽采智能管理系統(tǒng)應(yīng)具有基于抽采方法的抽采鉆孔輔助設(shè)計(jì)、抽采施工計(jì)劃下發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收抽采鉆孔作業(yè)、自動(dòng)計(jì)算抽采鉆孔深度、瓦斯抽采鉆孔驗(yàn)收等功能；提出工作面抽采設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、安全技術(shù)措施、原始記錄班報(bào)表、抽采鉆孔竣工驗(yàn)收表、抽采鉆孔作業(yè)完整視頻、每桿鉆機(jī)視頻等資料文檔保存

期限應(yīng) ?2 a。

5）根據(jù)煤礦探放水業(yè)務(wù)流程，提出煤礦探水作業(yè)智能管理系統(tǒng)應(yīng)具有“三專(zhuān)”管理、物探管理、鉆探設(shè)計(jì)、鉆探計(jì)劃、鉆探作業(yè)、鉆探驗(yàn)收、鉆探分析、鉆探臺(tái)賬等顯示、查詢(xún)、存儲(chǔ)、報(bào)警等功能。

6）根據(jù)煤礦探放水作業(yè)需求，提出系統(tǒng)應(yīng)具有基于物探異常區(qū)域范圍的鉆孔輔助設(shè)計(jì)、鉆探計(jì)劃下發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收鉆探作業(yè)、自動(dòng)計(jì)算鉆孔深度、單孔驗(yàn)收及鉆探工程驗(yàn)收、系統(tǒng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析等功能；提出系統(tǒng)應(yīng)具有專(zhuān)職探放水作業(yè)人員作業(yè)期間的出入井記錄、人員定位軌跡查詢(xún)等功能；提出系統(tǒng)應(yīng)具有作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)甲烷傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值顯示等功能；提出物探設(shè)計(jì)文檔、鉆探設(shè)計(jì)文檔、安全技術(shù)措施、停止掘進(jìn)通知單、探水通知單、原始記錄班報(bào)表、鉆探工程驗(yàn)收表、安全確認(rèn)移交表、允許掘進(jìn)通知單、鉆探工程總結(jié)、月/季/年度探水統(tǒng)計(jì)表、鉆探作業(yè)完整視頻、單孔作業(yè)視頻、每桿鉆進(jìn)視頻等資料文檔保存期限應(yīng) 。

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