一种矿井水害应急管理方法和系统与流程

1.本说明书一个或多个实施例涉及管理系统技术领域，尤其涉及一种矿井水害应急管理方法和系统。


背景技术：

2.应急救援已成为矿山安全生产监察的迫切需求和发展趋势，但是矿井水害应急管理过程中存在资源分散、建模复杂、体系薄弱等问题。
3.在相关技术中，矿井水害的数据资源分散，标准各异，集成共享困难。另一方面，矿井水害应急管理过程中，建模复杂，具有不确定性、时空动态性等特征，模拟预测困难，建模过程涉及多种建模方法和多种的建模环境。
4.因此，需要一种新的矿井水害应急管理方法，以实现矿井水害事故预防、辅助决策、监测预警、应急处置、应急评估等全过程管理。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种，以解决矿井水害事故预防、辅助决策、监测预警、应急处置、应急评估等全过程管理实现较为困难的问题。
6.基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种矿井水害应急管理方法，包括：进行矿井水害综合防治，所述矿井水害综合防治包括依据矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾的周期过程划分出水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段、及淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段；在水害发生前模拟预测与防范对策阶段进行水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、淹没过程虚拟模拟与预测、防治水及救援设施的检测检验与辅助设计、基于水害防治的采区和工作面布置分析；在隐患排查监测与预警管控阶段进行涌水量预测预警、事故隐患监测、分级预警、事故隐患管控；在水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段进行快速判识、灾害水量预测、水害信息及蔓延规律分析、涉险人员危险性评价、优化逃生疏散、水害处置辅助设计；在淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段进行复矿强排方案模拟或复矿先堵后排方案模拟；其中，所述水害发生前模拟预测与防范对策阶段、所述隐患排查监测与预警管控阶段、所述水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段和所述淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段均在应用支撑环境中通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成；所述应用支撑环境的搭建至少包括服务器、传感器或云平台的搭建。
7.在一种可能的实现方式中，所述资源融合包括设备融合、数据融合和系统融合；所述设备融合包括物联网相关传感器、长观孔、视频摄像机、网络通信设备、服务器、led显示屏中至少两个的融合；所述数据融合包括源数据、以及构建的2d或3d模型、集成挖掘的智库中的至少两个的融合；所述系统融合包括通信联络系统、视频图像系统、监测监控系统、电磁-微震耦合监测系统、紧急避险系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、计算机网络系统、短信系统、信息管理系统、gis系统、可视化仿真系统、角色管理系统中至少两
个的融合；其中，所述数据融合的源数据包括历史数据和实时数据，所述历史数据包括地质相关、防治水相关和其它数据；所述实时数据包括监测数据、在线数据和其它数据。
8.在一种可能的实现方式中，所述资源融合包括：基于物联网、大数据、人工智能、云计算构建资源融合的软硬件平台；构建基于云平台的服务，包括：基础数据处理；2d、3d建模；矿井水害案例库建立；矿井水害快速判识模型构建；矿井巷道动态更新；将构建的模型、文件等集成至调度中心的指挥服务器和演练服务器，存储方式包括指挥服务器与演练服务器的共享存储和独立存储；对矿区数据库和已有数据库进行融合；通过工业环网将井下各类传感器、人员定位信息等上传至调度中心的多个数据库服务器中，指挥服务器或演练服务器获取相关数据后，结合模型实现相关模拟分析、预测预警，并在智能终端或展示系统上可视化，各类数据及分析结果通过煤炭专用网络上报上级部门；对矿井巷道空间随采掘工程发生的变化、设备、数据等进行更新。
9.在一种可能的实现方式中，还包括，在水害预兆出现之前，开展水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、水害事故淹没井下采掘空间过程的虚拟模拟与预测及相应的防范对策生成，包括：水害危险性评价与预测；导水构造探测与预测；淹没过程虚拟模拟与预测；防治水及救援设施的检测检验与辅助设计；所述防治水及救援设施的检测检验与辅助设计包括支持检测设备布设、校正应急逃生方案、检验主排水系统部署和检验局部排水系统部署；基于水害防治的采区和工作面布置分析，辅助采区布设或工作面布设。
10.在一种可能的实现方式中，还包括，在矿井水害预兆信息出现之后水害形成之前，基于物联网监测，通过涌水量预测及灾变预警、事故隐患监测，对达到阈值的情况做出分级预警，捕捉水害事故的发生，并且采取管控措施；包括：涌水量预测预警；事故隐患监测；分级预警；事故隐患管控。
11.在一种可能的实现方式中，还包括，对水害进行快速判识，并基于井下人员的危险性评价进行涉险人员的逃生疏散方案，进行应急处置；包括：快速判识；灾害水量预测；水害信息及蔓延规律分析；涉险人员危险性评价；优化逃生疏散；水害处置辅助设计。
12.在一种可能的实现方式中，还包括，在完成矿井水害应急救援与处置之后，如果未能有效控制矿井水害，致使矿井一定范围被淹没，进行矿井复矿排水方案的虚拟模拟与设计，辅助制定复矿时间，包括：复矿强排方案模拟，预测复矿时间表，或者复矿先堵后排方案模拟，预测复矿时间表。
13.本说明书一个或多个实施例还提供一种矿井水害应急管理系统，包括：矿井水害综合防治网络，用于进行矿井水害综合防治，所述矿井水害综合防治包括依据矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾的周期过程划分出水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段、及淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段；所述矿井水害综合防治网络包括水害发生前模拟预测与防范对策单元、隐患排查监测与预警管控单元、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置单元和淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计单元；所述水害发生前模拟预测与防范对策单元用于进行水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、淹没过程虚拟模拟与预测、防治水及救援设施的检测检验与辅助设计、基于水害防治的采区和工作面布置分析；所述隐患排查监测与预警管控单元用于进行涌水量预测预警、事故隐患监测、分级预警、事故隐患管控；所述水害发生后淹井前抢险救援与应急处置单元用于快速判识、灾害水量预测、水害信息
及蔓延规律分析、涉险人员危险性评价、优化逃生疏散、水害处置辅助设计；所述淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计单元用于进行复矿强排方案模拟或复矿先堵后排方案模拟；其中，所述水害发生前模拟预测与防范对策单元、所述隐患排查监测与预警管控单元、所述水害发生后淹井前抢险救援与应急处置单元和所述淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计单元均在应用支撑环境中通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成；所述应用支撑环境的搭建至少包括服务器、传感器或云平台的搭建。
14.本说明书的一个或多个实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任一所述的方法。
15.本说明书的一个或多个实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一所述方法。从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的矿井水害应急管理系统，通过资源融合服务器组将矿区数据与资源融合服务器组的数据进行融合，从而提高不同来源、不同时期、不同结构数据的使用率，可以实现矿井水害事故预防、辅助决策设计、监测预警、应急救援处置、应急演练等全过程应急管理。
附图说明
16.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本说明书一个或多个实施例的矿井水害应急管理方法和系统构架示意图；
18.图2为本说明书一个或多个实施例的矿井水害源数据划分示意图；
19.图3为本说明书一个或多个实施例的资源融合框架的示意图；
20.图4为本说明书一个或多个实施例的资源融合效果示意图；
21.图5(a)至图5(e)为本说明书一个或多个实施例的水害发生前模拟预测与防范对策示意图；
22.图6(a)至图6(b)为本说明书一个或多个实施例水害隐患排查监测与预警的示意图；
23.图7为本说明书一个或多个实施例的移动设备端访问效果示意图；
24.图8(a)至图8(c)为本说明书一个或多个实施例的判识与蔓延模拟示意图；
25.图9为本说明书一个或多个实施例的水害处置辅助设计示意图；
26.图10a为本说明书一个或多个实施例的巷道高程、水深、流速和危险性三维视图实现流程；
27.图10b为本说明书一个或多个实施例的巷道高程、水深、流速和危险性三维视图示意图；
28.图11为本说明书一个或多个实施例的逃生疏散示意图；
29.图11(a)至图11(c)为图11中各部分的放大示意图；
30.图12(a)至图12(d)为本说明书一个或多个实施例的矿井复矿先堵后排方案效果
示意图；
31.图13为本说明书一个或多个实施例的电子设备硬件结构示意图。
具体实施方式
32.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
33.需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
34.本说明书中的一个或多个实施例可以提供矿井水害的应急管理。智慧应急救援已成为矿山安全生产监察的迫切需求和发展趋势，为了促进应急救援的稳定高效实现，可以建立长效信息安全响应与处置机制。结合物联网、大数据、人工智能、云计算等技术，开展信息化、自动化、智慧矿山建设，推动信息资源共享，提升矿山企业的应急管理水平，减少灾害造成的损失，解决矿井水害管理的实际需求。
35.本说明书中一个或多个实施例构思，在于考虑到矿井水害智慧应急管理过程表现出资源分散、建模复杂、体系薄弱等问题。例如，资源分散，标准各异，集成共享困难。来自不同时期、不同来源的设备和长期积累的资料信息等分散在各个部门保存管理，另外，随着信息化、物联网等技术的发展，诸如煤矿安全避险“六大系统”等各应用系统间独立建设，各类传感器获取的监测数据格式、标准等不同，从而形成彼此的“信息孤岛”，资源难以共享和充分利用。又如，矿井水害智慧应急管理过程中的建模复杂，具有不确定性、时空动态性等特征，模拟预测困难。本说明书中的一个或多个实施例可以创建矿井水害智能应急管理系统(mws),通过建立矿井水害综合防治体系，综合运用多种技术方法，建设智能管控一体化协同系统，实现矿井水害事故预防、辅助决策、监测预警、应急处置、应急评估等全过程科学管理。
36.需要说明是，本说明书一个或多个实施例提供一种矿井水害应急管理方法和系统，包括：依据矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾全生命周期过程和所对应的防治对策划分为四个阶段，包括：水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段、淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段，在此基础上，设计矿井水害应急管理系统框架，在包含软硬件的应用支撑环境中，各阶段均通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成。矿井水害应急管理系统可以实现科学管理。
37.本说明书中的一个或多个实施例还提供一种矿井水害应急管理方法，包括：
38.步骤a00：进行矿井水害综合防治，矿井水害综合防治包括依据矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾的周期过程划分出水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监
测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段、及淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段。
39.步骤a10：在水害发生前模拟预测与防范对策阶段进行水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、淹没过程虚拟模拟与预测、防治水及救援设施的检测检验与辅助设计、基于水害防治的采区和工作面布置分析。
40.步骤a20：在隐患排查监测与预警管控阶段进行涌水量预测预警、事故隐患监测、分级预警、事故隐患管控。
41.步骤a30：在水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段进行快速判识、灾害水量预测、水害信息及蔓延规律分析、涉险人员危险性评价、优化逃生疏散、水害处置辅助设计。需要说明的是，优化逃生疏散可以是智能优化逃生疏散的方式。
42.步骤a40：在淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段进行复矿强排方案模拟或复矿先堵后排方案模拟。
43.其中，水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段和淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段均在应用支撑环境中通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成；应用支撑环境的搭建至少包括服务器、传感器或云平台的搭建。
44.需要说明的是，上述步骤，将矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾全生命周期过程和所对应的防治对策划分为四个阶段，建立矿井水害综合防治体系。通过构建矿井水害综合防治体系，统领矿井水害防治过程的全部阶段。
45.需要说明的是，上述各阶段均可以通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成，举例来说，水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段和淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段在应用支撑环境中均通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成。
46.通过上述方法，可以创建矿井水害智能应急管理系统,通过建立矿井水害综合防治体系，综合运用多种技术方法，建设智能管控一体化协同系统，实现矿井水害事故预防、辅助决策、监测预警、应急处置、应急评估等全过程科学管理。
47.在一种可能的实现方式中，资源融合包括设备融合、数据融合和系统融合。设备融合包括物联网相关传感器、长观孔、视频摄像机、网络通信设备、服务器、led显示屏中至少两个的融合；数据融合包括源数据、以及构建的2d或3d模型、集成挖掘的智库中的至少两个的融合；系统融合包括通信联络系统、视频图像系统、监测监控系统、电磁-微震耦合监测系统、紧急避险系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、计算机网络系统、短信系统、信息管理系统、gis(geographic information system，地理信息系统)服务系统、可视化仿真系统、角色管理系统中至少两个的融合。
48.其中，数据融合的源数据包括历史数据和实时数据。历史数据包括地质相关、防治水相关和其它数据；实时数据包括监测数据、在线数据和其它数据。
49.在一种可能的实现方式中，历史数据包括地质相关、防治水相关和其它数据。
50.历史数据的地质相关包括：报告、图件和台账；报告为地质勘探报告、煤矿地质类型划分报告等；图件为地层综合柱状图、勘探钻孔柱状图、回风和运输水平地质切面图等；台账为煤层厚度实测卡片和台账、注浆后预注浆观测记录台账等。需要说明的是，前述报
告、图件和台帐的内容为示例性列出，并不仅限于所举例内容，可以根据实际需要进行选择。
51.历史数据的防治水相关包括：报告、图件和台账；报告为矿井水文地质类型报告、矿井水文地质补充勘探报告及相关成果等；图件为水文地质图件、矿井含水层等水位线图或等压线图等；台账为矿井涌水量观测成果台账、地表水文观测成果台账等。需要说明的是，前述报告、图件和台帐的内容为示例性列出，并不仅限于所举例内容，可以根据实际需要进行选择。历史数据的其它数据包括：通风系统、生产技术和机电；通风系统为矿井通风系统图、矿井通风网络图、压风系统图；生产技术为巷道路面硬化设计、采掘接续计划图、矿井避灾路线图；机电为井下供电系统图、井下电气设备布置图、井下通信系统图。
52.实时数据包括监测数据、在线数据和其它数据。实时数据的监测数据包括基于物联网的直接监测数据。实时数据的在线数据包括应用程序编程接口收集的在线数据。实时数据的其它数据包括中间计算结果、系统运行参数。
53.在一种可能的实现方式中，资源融合包括：
54.基于物联网、大数据、人工智能、云计算构建资源融合的软硬件平台。
55.构建基于云平台的服务，包括：基础数据处理；2d、3d建模；矿井水害案例库建立；矿井水害快速判识模型构建；矿井巷道动态更新。
56.将构建的模型、文件等集成至调度中心的指挥服务器和演练服务器，存储方式包括指挥服务器与演练服务器的共享存储和独立存储。
57.对矿区数据库和已有数据库进行融合。
58.通过工业环网将井下各类传感器、人员定位信息等上传至调度中心的多个数据库服务器中，指挥服务器或演练服务器获取相关数据后，结合模型实现相关模拟分析、预测预警，并在智能终端或展示系统上可视化，各类数据及分析结果通过煤炭专用网络上报上级部门。
59.对矿井巷道空间随采掘工程发生的变化、设备、数据等进行更新。
60.在一种可能的实现方式中，上述方法还包括，在水害预兆出现之前，开展水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、水害事故淹没井下采掘空间过程的虚拟模拟与预测及相应的防范对策生成，包括：水害危险性评价与预测；导水构造探测与预测；淹没过程虚拟模拟与预测；防治水及救援设施的检测检验与辅助设计；所述防治水及救援设施的检测检验与辅助设计包括支持检测设备布设、校正应急逃生方案、检验主排水系统部署和检验局部排水系统部署；基于水害防治的采区和工作面布置分析，辅助采区布设或工作面布设。
61.在一种可能的实现方式中，上述方法还包括，在矿井水害预兆信息出现之后水害形成之前，基于物联网监测，通过涌水量预测及灾变预警、水害事故隐患排查监测，对达到阈值的情况做出分级预警，捕捉水害事故的发生，并且采取管控措施；包括：涌水量预测预警；事故隐患监测；分级预警；事故隐患管控。
62.在一种可能的实现方式中，上述方法还包括，对水害进行快速判识，并基于井下人员的危险性评价进行涉险人员的逃生疏散方案，进行应急处置；包括：快速判识；灾害水量预测；水害信息及蔓延规律分析；涉险人员危险性评价；优化逃生疏散；水害处置辅助设计。
63.在一种可能的实现方式中，上述方法还包括，在完成矿井水害应急救援与处置之后，如果未能有效控制矿井水害，致使矿井一定范围被淹没，进行矿井复矿排水方案的虚拟
模拟与设计，辅助制定复矿时间，包括：复矿强排方案模拟，预测复矿时间表，或者复矿先堵后排方案模拟，预测复矿时间表。
64.在一种可能的实现方式中，上述方法还包括，在水害发生前模拟预测与防范对策阶段：在突水事故发生前，进行水害危险性评价与预测；进行断层的三维重构及预测；结合开采计划，进行不同突水位置、不同突水量的突水蔓延过程模拟，推演矿井的淹没区域及过程；根据巷道水流及矿井淹没过程推演模拟结果，进行井下巷道中水位传感器的部署。
65.本说明书一个或多个实施例提供一种矿井水害应急管理系统，包括：
66.矿井水害综合防治网络，用于进行矿井水害综合防治，矿井水害综合防治包括依据矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾的周期过程划分出水害发生前模拟预测与防范对策阶段、隐患排查监测与预警管控阶段、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置阶段、及淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计阶段；
67.矿井水害综合防治网络包括水害发生前模拟预测与防范对策单元、隐患排查监测与预警管控单元、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置单元和淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计单元；
68.水害发生前模拟预测与防范对策单元用于进行水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、淹没过程虚拟模拟与预测、防治水及救援设施的检测检验与辅助设计、基于水害防治的采区和工作面布置分析；
69.隐患排查监测与预警管控单元用于进行涌水量预测预警、事故隐患监测、分级预警、事故隐患管控；
70.水害发生后淹井前抢险救援与应急处置单元用于快速判识、灾害水量预测、水害信息及蔓延规律分析、涉险人员危险性评价、优化逃生疏散、水害处置辅助设计；
71.淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计单元用于进行复矿强排方案模拟或复矿先堵后排方案模拟；
72.其中，水害发生前模拟预测与防范对策单元、隐患排查监测与预警管控单元、水害发生后淹井前抢险救援与应急处置单元和淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计单元均在应用支撑环境中通过资源融合的方式进行数据处理和决策生成；应用支撑环境的搭建至少包括服务器、传感器或云平台的搭建。
73.本说明书一个或多个实施例提供一种矿井水害应急管理系统，包括：
74.传感器模块，用于获取矿区数据并构建矿区数据库，前述矿区数据包括人员定位数据、含水层水位监测数据、矿井排水系统监测数据、气体监测数据及矿井企业为安全生产建立的其他监测数据中至少一类数据。
75.资源融合服务器组，该资源融合服务器组与传感器模块相连，并从传感器模块获得矿区数据，资源融合服务器组用于进行资源融合，该资源融合包括：将资源融合服务器组的数据库与矿区数据库融合、根据资源融合服务器组的数据库与矿区数据库生成预警信息、将传感器模块获得的信息上传至调度中心的各个数据库服务器、更新矿井巷道空间随采掘工程的变化、绘制监测数据的实时动态图或者绘制信息图层中的至少一项。
76.资源融合服务器组还包括指挥服务器、演练服务器和数据库服务器，指挥服务器和演练服务器根据资源融合服务器组中的数据进行矿井水害模拟分析和预测预警，指挥服务器和演练服务器的分析结果通过专用网络上传。
77.需要说明的是，资源融合服务器组可以包括多个服务器或多组服务器。资源融合服务器组进行资源融合时，可以通过多组服务器来完成，多组服务器中的每个服务器可以分管不同的任务，例如，数据库服务器可以用于存储于矿井环境信息相关的数据，指挥服务器可以用于生成指挥决策，演练服务器可以用于矿井水害发生时的避灾演练。
78.需要说明的是，资源融合包括至少一种处理，可以是将资源融合服务器组的数据库与矿区数据库融合、根据资源融合服务器组的数据库与矿区数据库生成预警信息、将传感器模块获得的信息上传至调度中心的各个数据库服务器、更新矿井巷道空间随采掘工程的变化、绘制监测数据的实时动态图或者绘制信息图层中的至少一项。
79.另一方面，多组服务器可以与中央服务器相连，通过中央服务器协调多组服务器中各服务器，使得各服务器协同作业。
80.上述矿井水害应急管理系统通过资源融合服务器组将矿区数据与资源融合服务器组的数据进行融合，从而提高不同矿局数据的使用率，可以实现矿井水害事故预防、辅助决策设计、监测预警、应急救援处置、应急演练等全过程应急管理。
81.接下来，对矿井水害综合防治体系进行说明。
82.如图1和图2所示，图1为本说明书一个或多个实施例的矿井水害应急管理方法和系统构架示意图，图2为本说明书一个或多个实施例的矿井水害数据划分及各级指标的示意图。
83.基于物联网、云计算、人工智能等技术方法，可以构建可视化仿真、gis服务、web服务、大数据服务等软硬件应用支撑环境，实现“一张图”的2d、3d展示功能，如巷道网络模型、含水层/煤层模型、矿井水害相关要素(监测设备、水害蔓延、人员逃生)等动态可视化及分析；支持矿井水害应急管理中的数据处理、存储访问、智能计算、模拟分析等。可以支持多平台的智能终端(如智能手机、平板电脑等)远程访问。应用支撑环境是建设一体化协同辅助设计、模拟仿真、智能优化系统的重要支撑。
84.对各类设备、多源数据、异构系统进行资源融合，建立基于iot监测的动态信息资源“一张图”，高效利用矿山各种相关资源，为矿井水害的预测预警、模拟分析等提供数据基础和科学依据。然后，将矿井水害事故孕育、形成、演变、成灾全生命周期过程和所对应的防治对策划分为四个阶段，包括：i.水害发生前模拟预测与防范对策；ii.隐患排查监测与预警管控；iii.水害发生后淹井前抢险救援与应急处置；iv.淹井后复矿排水方案的虚拟模拟与设计，建立了矿井水害综合防治体系，设计了矿井水害应急管理系统框架(如图1所示)。
85.接下来，对实现上述矿井水害综合防治体系的方法进行举例说明。
86.步骤1：资源融合。
87.从三个方面开展资源融合：
88.第一方面，设备-物联网相关传感器、长观孔、视频摄像机、网络通信设备、服务器、led显示屏等。
89.第二方面，数据-源数据(如图2所示)、以及构建的2d或3d模型、集成挖掘的各类智库等。
90.第三方面，系统-通信联络系统、视频图像系统、监测监控系统、电磁-微震耦合监测系统、紧急避险系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统、计算机网络系统、短信系统、信息管理系统、gis系统、可视化仿真系统、角色管理系统等。
91.需要说明的是，如图2所示，矿井水害数据的源数据可以划分为历史数据和实时数据等几类数据。下面对此进行详细说明。
92.历史数据可以包括地质相关、防治水相关和其它等几部分。其中：
93.地质相关包括：报告、图件和台账。报告为地质勘探报告、煤矿地质类型划分报告等。图件为地层综合柱状图、勘探钻孔柱状图、回风和运输水平地质切面图等。台账为煤层厚度实(探)测卡片和台账、注浆/预注浆观测记录台账等。
94.防治水相关包括：报告、图件和台账。报告为矿井水文地质类型报告、矿井水文地质补充勘探报告及相关成果等。图件为水文地质“五大”图件、矿井含水层等水位(压)线图等。台账为矿井涌水量观测成果台账、地表水文观测成果台账等。
95.其它包括：通风系统、生产技术和机电。通风系统为矿井通风系统图、矿井通风网络图、压风系统图等。生产技术为巷道路面硬化设计、采掘接续计划图、矿井避灾路线图等。机电为井下供电系统图、井下电气设备布置图、井下通信系统图等。
96.实时数据可以包括监测数据、在线数据和其它。其中：
97.监测数据可以是基于物联网等直接监测数据，如实时采集的水位、水流速与流量、温度、井下人员位置等。
98.在线数据可以是各种应用程序编程接口(api)收集的在线数据，如气象、水利、防汛、交通、医疗、遥感等。
99.其它可以是中间计算结果、系统运行参数等。
100.上述步骤的具体步骤包括：
101.步骤101：基于物联网、大数据、人工智能、云计算等构建资源融合的软硬件平台(如图3所示，图3为本说明书一个或多个实施例的资源融合框架的示意图)，图中的箭头表示主要的数据流。
102.步骤102：进行云平台服务构建。
103.基于云平台的服务主要包括：
104.服务一，基础数据处理，钻孔、相关图件(地质构造图、水文地质图、充水性图等)、台账(涌水量台账、水文观测台账、封闭不良钻孔台账等)的处理；地质条件、水文地质条件、矿井人员、常规监测数据等相关数据库的建立或连接等。
105.服务二，2d、3d建模，包括巷道建模、采空区模型、含水层概念模型、煤层概念模型、断层模型等。
106.服务三，矿井水害案例库建立。
107.服务四，矿井水害快速判识模型构建。
108.服务五，矿井巷道动态更新，实现矿井巷道空间随采掘进行的动态更新操作，并在此基础上更新相关设备、以及巷道水流模拟数据、矿井水害情景判识等相关数据；
109.步骤103：将构建的模型、文件等集成到调度中心的指挥服务器和演练服务器，存储方式包括指挥服务器与演练服务器的共享存储(如web发布的wfs服务和wms服务、3d巷道模型等)和独立存储(如案例库、监测设备信息、泵和闸门信息等)，以减少数据冗余，并支持快速存取。
110.步骤104：数据库的融合是较为繁杂的工作，尤其是需要服务于水害发生后应急处理中的水害情景快速判识、水害蔓延与淹没模拟、智能优化逃生疏散等实时计算。可以设计
一个多服务的架构，将矿区各个系统独立建设的数据库与本系统支持的数据库无缝融合，数据直接对接，与传统的将数据并存于同一个数据库中比较，减少数据冗余和维护成本，实现数据的高度信息共享。
111.步骤105：通过工业环网将井下各类传感器、人员定位信息等上传到调度中心各个数据库服务器中，指挥服务器或演练服务器获取相关数据后，结合模型实现相关模拟分析、预测预警等，并在智能终端或展示系统上可视化。各类数据及分析结果可通过煤炭专用网络上报上级部门。
112.步骤106：矿井巷道空间随采掘工程发生变化，同时伴随着设备、数据等的定期更新，指挥服务器或演练服务器可支持部分自动完成更新的功能；还有一些复杂的模拟(如矿井水害快速判识模型构建等)需要在云平台进行动态更新操作，并通过互联网在指挥服务器或演练服务器提供一键更新。
113.步骤2：在水害预兆出现之前，开展水害危险性评价与预测、导水构造探测与预测、水害事故淹没井下采掘空间过程的虚拟模拟与预测及相应的防范对策研究等工作。前述步骤具体包括：
114.步骤201：水害危险性评价与预测。
115.利用顶板“三图——双预测”法、底板脆弱性指数法等评价突水的危险性；是矿井充水条件分析成果的高度集成；顶板评价中，综合顶板含水层富水性和顶板导水裂隙带高度评价顶板含水层水源突水危险性；底板评价中，在充水含水层水压、富水性、古风化壳岩溶发育及其填充程度、有效隔水岩段等效厚度、断层规模指数、断层交点和端点分布、褶皱轴分布、陷落柱分布等因素中选取底板突水主控因素，综合预测评价矿井底板含水层水源突水危险性；建议对危险区域的充水含水层或隔水层进行改造，以降低矿井水害发生风险；能够指导矿井水害防治各项工作的开展。
116.步骤202：导水构造探测与预测。
117.导水构造探测是在矿井采掘及回采过程中，利用槽波、无线电坑道透视、直流电法、瞬变电磁等物探手段或井下定向钻孔等钻探手段针对性探测和验证导水构造等矿井水害隐蔽致灾因素，支撑水害发生前的防治对策研究及部署；导水构造预测是利用机器学习算法等方法，以构造发育的空间分布和要素特征数据以及井下揭露的可以预示采掘前方构造发育的地质特征(煤层厚度、煤层倾角、涌水量、瓦斯涌出水量、煤层裂隙形式等数据变异)为基础，训练预测模型，动态预警采掘工作面前方可能存在的导水构造，以更具针对性地开展探测工作；建议对能够导通含水层或在采掘条件下能够形成较强导水通道的区域进行注浆改造，以降低矿井水害发生风险。
118.步骤203：淹没过程虚拟模拟与预测。
119.此步骤是在水害危险性评价与预测的基础上，结合矿井采掘活动、分析矿井可能的水害情况，建立水害情景案例；利用数值方法模拟不同水害发生位置、不同灾害水量的巷道水流蔓延过程，推演、预测矿井的淹没区域及过程；并构建井下采掘空间的三维模型，实现水害事故发展过程的虚拟仿真；能够为矿井水害防治各项研究工作提供更为直接的数据基础。
120.步骤204：防治水及救援设施的检测检验与辅助设计。
121.在正常涌水量及最大涌水量情况下，模拟、预测巷道水流蔓延过程，检测检验矿井
主排水系统和采区或工作面局部排水系统是否能够正常处理矿井涌水，是否会形成巷道的局部积水甚至淹没；然后，在多种水害灾害情景中，模拟、预测井下巷道及采掘空间的淹没过程，分析各类防治水及救援设施的灾害应对能力，并辅助优化部署方案设计，具体包括：
122.一，检测矿井主排水系统和采区或工作面局部排水系统的排水能力与效率，模拟验证局部不同排水设施部署位置及排水能力配备情况下的水害应对能力及排水效率，以能够在多种水害情景中实现更高排水效率为目标筛选最优方案，提出优化部署建议。
123.二，检验避灾路线在多种水害情景中的有效性，对不适用于大多数水害避灾要求的路线进行校正；并且，以增加避灾路线的适用性为目的，分析增加联络巷服务于逃生救援的可行性；在此基础之上形成应急逃生方案。
124.三，支持监测设备布设，选取电力、通讯允许的位置作为监测设备部署候选点，以监测响应时间最短和灵敏度最高作为决策依据，选择一定数量的候选点部署监测设备；
125.此步骤是矿井水害发生前，防范对策研究的主体内容。
126.步骤205：基于水害防治的采区和工作面布置分析。
127.依据水害危险性评价与预测结果，危险性较高区域的采区和工作面部署应当谨慎，需要配备更强的水害防治设施。可以在已有巷道部署设计的基础上，分析不同采掘和回采进度的情况下矿井淹没过程的发展，以矿井水害最小发生概率和发生后最小损失为目标，建议合理的采掘和回采进度；是为矿井生产提供地质保障及安全保障的内容之一。
128.步骤3：矿井水害隐患监测、预警和管控。
129.在矿井水害预兆信息出现之后水害形成之前，基于iot监测，通过涌水量预测及灾变预警、水害事故隐患排查监测等，对达到阈值的情况做出分级预警，快速捕捉水害事故的发生，同时采取有效的管控措施，实现矿井水害隐患监测、预警和管控一体化管理。具体步骤包括：
130.步骤301：涌水量预测及灾变预警。
131.可以是对矿井涌、排水量这一矿井水害形成最直接预兆信息的利用，在矿井涌、排水量长期监测的基础上，利用数值模拟技术，再现矿井涌、排水过程，分析矿井涌、排水量的变化规律，预测涌水量的变化趋势，预报预警灾变时间及规模；是矿井水害分级预警的重要组成部分；
132.步骤302：事故隐患监测。
133.可以是对水文地质条件、地质条件和采掘环境等各方面水害预兆信息(含水层水位、地表水文、工作面水压、水质、温度和湿度的变化、围岩应力场、地球物理场和顶底板位移变化等)的监测，在监测数值超过阈值或骤变时进行预警；进而分析矿井充水水源(包括含水层水、老窑水等)和充水通道(包括点状岩溶陷落柱通道、线状断裂带通道、窄条状隐伏露头通道、面状裂隙网络通道和地震通道等天然通道和顶板垮落裂隙带通道、顶板切冒裂隙带通道、抽冒带等人为通道)的状态及变化特征，对能够同时满足充水水源和充水通道条件的情况进行预警；是水害预警的重要组成部分和隐患管控的重要依据；
134.步骤303：分级预警。
135.在上述各项矿井隐患监测的基础上，根据各系统监测设备数据变化规律，设置监测设备预警阈值，构建监测设备预警和单一系统预警；在监测设备预警和单一系统预警的基础上，利用各监测系统长期监测数据和矿井涌、排水数值模拟技术，构建矿井水害监测大
数据，并深入挖掘矿井水害预兆信息，对各监测系统的正相关和逆相关关系进行分析建模，形成各监测系统的综合预警模型；进而利用webgis技术，将预警信息在web端集中展现，构建矿井水害监测预警系统；根据预警信息，构建预警信息发布系统，通过扩播、短信等形式向相关人员发布通知；以交互式方式实现监测设备位置的2d/3d可视化展示及其监测数据的动态显示；在触发预警或判识到水害发生的情况下，智能化展示异常监测设备周围相关数据，服务于矿井水害的分析、决策；是各项监测、预警方法及手段的综合处理，形成监测设备预警、单一系统预警和综合预警三层次的分级预警体系，并且实现预警信息的动态展示、发布等功能，服务于后续矿井水害防治手段的实施。
136.步骤304：事故隐患管控。
137.水害预警发布之后，辨识致灾隐患，制定针对性的管控措施，防止重特大水害的发生，如：检查防排水系统的有效性，评价其抗灾能力；根据预警级别，利用防、堵、疏、排和截等防治措施制定相应的水害处置方案，以遏制灾害水量增加，控制水害蔓延；排除水害隐患之后，解除矿井预警。
138.步骤4：矿井水害发生时进行应急处理。
139.当矿井水害隐患无法有效控制的情况下，矿井水害逐步形成，此时结合快速判识，实现水害蔓延与淹没模拟分析，并基于井下人员的危险性评价进行涉险人员的智能优化逃生疏散，开展应急处置相关工作，具体步骤包括：
140.步骤401：快速判识。
141.在针对可能发生的矿井水害进行井下采掘空间淹没过程的虚拟模拟与预测的基础上，利用机器学习方法(层次聚类法和随机森林法等)进行分析，建立矿井水害快速判识模型，可以在监测数据的基础上判识得到水害信息(水害发生位置、水害水源、灾害水量)。另一方面，利用水的气味、颜色、离子浓度等物化学性质进行充水水源判识，形成水害信息的联合判识分析。可以实现矿井水害快速应急响应，同时也可以为灾害水量预测提供数据支撑。
142.步骤402：灾害水量预测。
143.结合钻探、物探、化探成果、水害蔓延监测及快速判识结果，进一步明确水害水源和导水通道，并利用充水水源和当前灾害水量的动态变化特征，分析研究导水通道的相关水力学参数时变规律，利用数值模拟、回归分析和神经网络等方法预测矿井顶、底板含水层突水量和老空水透水量；能够补充水害情景快速判识结果，提供更加准确的水害信息，支撑矿井水害应急救援与处置。
144.步骤403：水害信息及蔓延规律分析。
145.综合快速判识和灾害水量预测成果，并结合监测数据，自适应实时修正井下采掘空间淹没过程的模拟与预测；为应急救援与处置、复矿方案设计等工作提供直接数据基础。
146.步骤404：涉险人员危险性评价。
147.在矿井水害蔓延与淹没模拟成果的基础上，结合矿工个体特征评价其涉险过程的危险性，并计算给出安全的逃生速度；支撑因人因灾优化人员逃生与救援的实现，能够支撑人员实时逃生计算，为应急逃生方案的优化设计提供依据。
148.步骤405：智能优化逃生疏散。
149.可以进行智能优化逃生疏散。在人员安全逃生速度计算的基础上，基于增强启发
式智能搜索算法，针对性地实现人员逃生建议与最优化逃生路线规划，并根据水害蔓延过程的自适应调整及涉险人员的实际逃生过程，动态最优化逃生路径，通过扩播系统、短信、web网络等实时发布；实现因人因灾应急逃生与救援。
150.步骤406：水害处置辅助设计。
151.结合矿井水害蔓延与淹没模拟成果，优化部署矿井排水能力和挡土墙等遏制矿井水害蔓延；对于点状岩溶陷落柱通道型水害事故，还应同时采取注浆的方法对水害发生位置进行封堵，以有效减少矿井灾害水量，控制矿井水害的发展，保障人员逃生救援。
152.步骤5：在完成矿井水害应急救援与处置之后，进行后续处理。
153.在完成矿井水害应急救援与处置之后，如果未能有效控制矿井水害，致使矿井一定范围被淹没，需要进行矿井复矿排水方案的虚拟模拟与设计，辅助制定复矿时间，具体步骤包括：
154.步骤501：模拟复矿强排方案，预测复矿时间表：当灾害水量不大且补给水源不充沛时，可以通过加强矿井排水能力，抽排积水恢复生产；将预测灾害水量作为边界条件，模拟在不同强排条件下，矿井各处积水水深及淹没范围的变化过程，检验、对比强排方案的实施效果，为优化布设排水系统提供建议；同时，可根据模拟的各时刻巷道水流蔓延淹没情况，安排矿井各系统恢复工程，制定合理的复矿时间表。
155.步骤502：模拟复矿先堵后排方案，预测复矿时间表：当灾害水量较大且补给水源充沛时，可以制定、实施注浆堵水方案，同时进行排水恢复生产；在监测设备实时记录巷道水流数据的基础上，利用数值方法反演计算当前灾害水量，用以检验注浆堵水效果，为制订下一步注浆工程设计提供依据；同样，矿方可根据模拟的各时刻巷道水流蔓延淹没情况，安排矿井各系统恢复工程，制定合理的复矿时间表；是矿井水害综合防治体系各项技术手段的综合应用，也是对矿井水害监测、预测预报及辅助设计能力的检验。
156.步骤6：进行矿井复矿完成之后的系统评价。
157.在矿井复矿完成之后，可以对矿井水害过程中参与人员(指挥人员、井下工作人员、救援人员等)、设备(监测设备、救援设备等)及系统各功能模型进行评价，为后期矿井水害事故的监测预警及应急处置能力的提高提供依据
158.随着采掘工作面的推进，上述各个阶段需要根据资源融合中的动态更新结果，重新动态模拟优化。另一方面，也可以开展实地演练、模拟演练、混合演练等应急演练，实现对矿井应急救援各个环节的演练。
159.接下来，对上述步骤的实现方式进行举例说明。
160.步骤s1：对矿区的位置、地层、构造等进行分析，结合矿区采掘进度、地质条件、水文地质条件等资料，在分析利用矿山的设备、数据、系统的基础上，进行资源融合。矿区资源融合主要方法如下：
161.步骤s101：构建如图3所示的矿井水害应急管理系统100，图中的箭头表示主要的数据流。基于云平台进行基础数据处理、2d和3d建模、矿井水害案例库建立、矿井水害快速判识模型构建等。
162.需要说明的是，图3中的矿井水害应急管理系统100包括指挥服务器101、演练服务器102和数据库服务器103，指挥服务器101和演练服务器102根据资源融合服务器组中的数据进行矿井水害模拟分析和预测预警，指挥服务器101和演练服务器102的分析结果通过专
用网络上传。
163.上述矿井水害应急管理系统100通过资源融合服务器组将矿区数据与已有的数据进行融合，从而提高不同来源、不同时期、不同结构数据的使用率，可以实现矿井水害事故预防、辅助决策设计、监测预警、应急救援处置、应急演练等全过程应急管理。
164.需要说明是，图3中的智能终端可以具有数据处理能力或者带有处理器的设备，也可以是智能设备例如pc、手机等，本说明书中的智能终端与此相同，将不再额外赘述。
165.步骤s102：将构建的模型、文件等集成到调度中心的指挥服务器101和演练服务器102。存储设备104的存储方式包括指挥服务器101与演练服务器102的共享存储(如web发布的wfs服务和wms服务、3d巷道模型等)和分别独立存储(如案例库、监测设备信息、泵和闸门信息等)，以减少数据冗余，并支持快速存取。
166.步骤s103：设计一个多服务的架构，将矿区的数据库(如sql server、mysql等)与矿井水害应急管理系统100已有的数据库(如postgresql)融合，数据直接对接。
167.通过此方法，可以减少数据冗余和维护成本，实现矿区数据的高度信息共享。
168.需要说明的是，指挥服务器101主要利用矿区的数据库支持水害发生前预报预警，结合矿井水害应急管理系统100的数据库支持水害发生后应急处理。针对应急指挥和实地演练、模拟演练、混合演练等不同的应急演练，分别向指挥服务器101与演练服务器102提供相应数据库的数据如表1所示：
169.表1
[0170][0171]
通过上述方法，可以将繁杂的数据库的融合完成，也可以适用于需要服务于上述各个阶段，如水害发生后应急处理中的水害情景快速判识、水害蔓延与淹没模拟、智能优化逃生疏散等实时计算。
[0172]
步骤s104：通过工业环网将井下各类传感器、人员定位信息等上传到调度中心各个数据库服务器中，指挥服务器101与演练服务器102获取相关数据后，结合模型实现相关模拟分析、预测预警等，并在智能终端或展示系统上可视化。分析结果可通过煤炭专用网络105上报上级部门。
[0173]
步骤s105：矿井巷道空间随采掘工程发生变化，同时伴随着设备、数据等的定期更新，部分自动完成的功能。例如，指挥服务器101与演练服务器102可提供支持。又如，对于复杂的模拟(如矿井水害情景判识等)需要在云平台进行动态更新操作，可以通过煤炭专用网络105指挥服务器101与演练服务器102提供一键更新。
[0174]
步骤s106：进行资源融合的展示分析
[0175]
图4为本说明书一个或多个实施例的资源融合效果示意图。需要说明的是，图4仅为示意性展示，即使图4中未示出，在实际应用中，可以根据实际需要选择合适的颜色和形
状来示意所需展示的资源融合分析结果。该步骤可以包括：
[0176]
步骤s1061：可以设置左侧栏和右侧栏。左侧栏为监测数据的实时动态图绘制区域，放置需要长期观测的重点动态数据变化情况。右侧栏为一张图构成要素图层的加载控制，控制融合要素的显示或隐藏。
[0177]
步骤s1062：通过交互式单选或多选右侧栏中的各个项目，中央区域显示巷道图层(举例来说，可以使用由蓝到红渐变线状网络，刻画巷道水深由浅及深，通过此方式来进行示意)、含水层厚度图层(举例来说，可以使用红绿蓝渐变区域来进行示意)、巷道水流监测设备图层、长观孔监测设备和水文孔图层、河流图层(举例来说，可以使用绿色由北向南线状要素来进行示意)及其标识、采空区图层(举例来说，可以使用橙色方形区域来进行示意)及其标识、人员位置(举例来说，可以使用小圆点等符号来进行示意)等信息。
[0178]
步骤s1063：右侧栏融合了矿井水害危险性评价成果；井上长观孔和井下巷道水流、人员定位等iot监测设备数据；巷道、采空区等采掘数据；泵、闸门等矿井水害防治水相关设施数据；水灾避灾路线、供水施救和压风自救等救援相关设施数据；钻孔、断层等地质数据；河流、水文孔等水文地质数据；巷道水流蔓延等矿井水害判识结果等数据；并可以控制卫星影像地图、行政区划地图等地图的载入，实现了井上下对照显示。
[0179]
步骤s1064：各项数据要素均可以通过图层叠加的方式显示、信息查询，同时监测数据可以动态成图实现实时监测。
[0180]
步骤s2：进行水害发生前模拟预测与防范对策。
[0181]
如图5(a)至图5(e)所示，图5(a)至图5(e)为本说明书一个或多个实施例的水害发生前模拟预测与防范对策示意图，此步骤可以包括：
[0182]
步骤s201：在突水事故发生前，首先进行突水危险性评价(如图4所示)。
[0183]
步骤s202：进行断层的三维重构及预测，该步骤可以包括：
[0184]
步骤s2021：对本矿的断层数据进行采集处理，形成shp文件，以提供web前端“一张图”展示；同时，作为3d断层建模的依据。
[0185]
步骤s2022：基于断层属性数据表(如表2所示)，结合来自shp文件的2d断层图层数据，利用公式(1)，计算断层的插值点。
[0186][0187][0188]
公式(1)中，定义断层线由点集(p1,p2,...,p
n-1
,p
n
)组成，h
i
为p
i
点的位移,其中，i∈{1,2,
…
,n-1,n}；最大位移h位于断层线的中间,设v1和v
n
分别对应p1和p
n
的渐灭点，则d1为从p1到v1的距离，d
n
为从p
n
到v
n
的距离，而d1,n为从p1到p
n
的距离。
[0189]
需要说明的是，表2中第一栏为断层属性表，可以理解为存储于计算机中的存储表格，第一栏中各个变量名所代表的含义可以为其英文字母所代表的含义，也可以根据相关技术进行理解，也可以根据实际需要进行选择。
[0190]
表2
[0191][0192]
步骤s2023：将原始采集的断层点与插值点集成，并采用三角剖分方法，形成断层的tin(triangulated irregular networks structure，不规则三角网模型)模型。
[0193]
步骤s2024：进行断层分析。
[0194]
采用webgl技术在浏览器端展示本矿部分断层tin模型分布图(图5(a))，作为断层预测预报的基础数据。
[0195]
s203：结合开采计划，开展不同突水位置、不同突水量的突水蔓延过程模拟，推演矿井的淹没区域及过程，图5(b)至图5(d)是在最大抽、排水量情况下3个时刻(灾后5min、1h、2h)水流在巷道中的蔓延分布。
[0196]
s204：根据巷道水流及矿井淹没过程推演模拟结果，基于优化选址模型并考虑不确定需求和应急设施多级覆盖响应，研究共享不确定需求和中断情景下服务能力有限的应急设施多级覆盖选址鲁棒优化方法，实现井下巷道中水位传感器的部署，如图5(e)所示为30min内监测到矿井水害的监测设备部署方案。
[0197]
步骤s3：矿井水害隐患排查与管控。
[0198]
在前一阶段优化部署的矿井水害监测设备和其他各类基于物联网采集的各类传感器的实时数据，可用于矿井涌/排水监测模拟预警、分级预警等突水灾害发生前预报预警；在预期的基础上进行矿井水害隐患排查与管控。
[0199]
步骤301：矿井水害隐患监测与预警实时运行。
[0200]
如图6(a)至图6(b)所示，图6(a)至图6(b)为本说明书一个或多个实施例突水事故隐患排查监测与预警的示意图。
[0201]
图6(a)展示了巷道水深监测设备和长观孔、视频等隐患监测设备的分布及重点位置的实时监测。图6(b)为分级预警示例图，建立了监测设备预警、单一系统预警和综合预警三层次的分级预警体系，其中，对于设备(如水位传感器)监测数据超出阈值的按照不同颜色分级显示，并对瞬间变化率超出阈值的进行闪烁预警显示。
[0202]
另一方面，分级预警发布后，将第一时间自动发送短信给不同的部门及相关负责人；对监测点的实时数据和历史数据进行统计分析。
[0203]
如图7所示，图7为本说明书一个或多个实施例的移动设备端访问效果示意图。可以通过如手机、平板等智能终端随时远程访问(图7左侧示出为操作界面，图7右侧示出为访
问时示出的井下信息示意图)，确保信息快速畅通。监测预警功能的实现能够为矿井水害隐患管控提供针对性的决策依据，同时也能够服务于矿井水害的快速判识等进一步水害防治工作。
[0204]
s302：在矿井水害隐患监测到之后，进行隐患排查与管控，如果隐患信息描述了井下环境的正常变化，如矿井涌水的正常增加，则接受当前状态为正常状态，可以通过点击“已消除隐患”按钮完成隐患排查；如果隐患信息为非正常状态，则需要实施防、堵、疏、排、截等矿井水害防治手段，当排除隐患后，可以通过点击“已消除隐患”按钮完成矿井水害隐患管控
[0205]
步骤s4：预警之后将启动应急指挥系统，实现应急救援与抢险处置。
[0206]
如图8(a)至图8(c)所示，图8(a)至图8(c)为本说明书一个或多个实施例的判识与蔓延模拟示意图。
[0207]
预警之后将启动应急指挥系统，实现应急救援与抢险处置，可以包括：
[0208]
步骤s401：在集成的监测数据的基础上，利用快速判识技术获得突水信息，如图8(a)所示，可根据水位传感器监测的数据，快速识别突水位置，或根据视频或人员上报获得相关信息，进一步识别突水量及其变化规律。
[0209]
步骤s402：在快速判识结果的基础上，快速查阅突水位置附近相关信息，如图8(b)展示了突水位置附近人员位置、监测设备等；模拟、展示矿井突水在巷道及采空区内的流动与蔓延过程(图8(b))，并预测未来一定时间后突水在巷道内的蔓延范围，如图8(c)刻画了2h后的巷道水流蔓延情况。
[0210]
巷道水流蔓延情况的示意方法，可以包括如下下步骤：
[0211]
步骤4021：选中判识结果表中的某一行，即可以展示该行对应突透水情景当前矿井淹没范围。
[0212]
步骤4022：通过点击“显示/隐藏突水点周边”功能，展示或隐藏突水位置附近人员位置、监测设备等信息；通过点击“显示/隐藏突水点及范围”，显示或隐藏突水点及其范围圆。
[0213]
步骤4023：在输入框中输入想要展示的矿井淹没范围的时间，点击“显示”按钮，则可以展示当前时间之后给定时间内的矿井淹没范围。
[0214]
步骤4024：点击“启动实时修正”，可以以某一情景为基础，利用预测灾害水量重新计算矿井淹没范围的发展规律，并命名以新的情景名称，显示在判识结果列表中；点击“结束实时修正”则可以结束某一情景的实时修正计算。
[0215]
步骤4025：点击“指定突水点”按钮，可以实现以该突水点和预测灾害水量为基础预测矿井淹没范围的变化规律，并命名以新的情景名称，显示在判识结果列表中。
[0216]
步骤s403：水害处置辅助设计。
[0217]
如图9所示，图9为本说明书一个或多个实施例的水害处置辅助设计方案示意图。
[0218]
通过此步骤，可以在揭示矿井淹没过程的基础上进行水害处置辅助设计(图9)，在图9中，左栏从上到下依次为当前显示巷道水流信息、判识结果、测试方案、处置方案制作控制；优化部署矿井排水能力和挡土墙等水害处置手段包括：增加排水泵，根据泵的不同型号和功率，输入不同的排水能力参数；增设挡土墙，根据水流特征及施工能力，设置不同的挡土墙高度参数，以便快速遏制水害的发展。可以通过如下步骤实现：
[0219]
步骤4031：系统判识结果栏自动展示判识结果。
[0220]
步骤4032：在判识结果中选择某一行作为当前矿井淹没范围进行计算，其淹没范围会同时在图右侧显示。
[0221]
步骤4033：系统会在制作方案栏中自动创建一个空处置方案，也可以通过按钮“新方案”建立新的方案，利用按钮“删除方案”对方案进行删除。
[0222]
步骤s4034：可以通过点击“增加泵”、“增加挡土墙”、“重置方案”、“保存方案”对处置方案进行编辑、修改和保存，然后点击“开始计算”按钮对方案进行虚拟模拟计算。
[0223]
步骤s4035：在计算完成后，系统会将计算结果添加到“测试方案”一栏中，点击该栏中某一行，可以在右图显示该种处置方案实施的情况下矿井淹没范围。
[0224]
步骤s4036：可以在不同的判识结果中突透水情景的基础在上，建立不同方案，模拟计算处置方案实施后的矿井淹没范围，选取最佳方案进行具体实施。
[0225]
步骤s404：通过人员定位系统可实时获取井下人员的数量、位置等信息，结合矿工个体特征进行涉险过程危险性评价。
[0226]
如图10a所示，图10a为本说明书一个或多个实施例的巷道高程、水深、流速和危险性三维视图实现流程。
[0227]
基于three.js引擎研发巷道水深、流速、危险性及高程的综合展示功能，具体步骤如下：
[0228]
步骤s4041：初始化场景scene、摄像机camera、渲染器renderer、巷道模型roadway geometry、色彩条状图color bar。
[0229]
步骤s4042：更新巷道的水深、流速、危险性数据。
[0230]
步骤s4043：根据与各数据值域范围相对应的色彩条状图，更新巷道模型颜色。
[0231]
步骤s4044：随帧频率重新渲染场景。
[0232]
图10b为本说明书一个或多个实施例的巷道高程、水深、流速和危险性三维视图示意图，展示了三维井下巷道高程、巷道危险性、巷道水深、流速等水流蔓延情况，计算结果显示：巷道高程较低且离突水点较近的区域，水流较深；坡度较大的巷道水流速较大；水深或流速较大的区域，危险性较高。
[0233]
步骤s405：人员逃生建议与最优化逃生路线规划。
[0234]
图11为本说明书一个或多个实施例的逃生疏散示意图，图11(a)至图11(c)为图11中各部分的放大示意图(需要说明的是，图11所示为一个整体的界面示意图，各部分的放大示意图可见图11(a)至图11(c))。可以基于智能搜索算法，实现人员逃生建议与最优化逃生路线规划。图11(a)展示了井下人员位置信息及逃生、建议逃生、不建议逃生及正常人员的统计信息。可以使用不同形式的符号来示意不同的信息。举例来说，可以使用橙色圆点示意为正常人员，可以使用红色圆点示意为建议逃生人员，可以使用绿色圆点示意为正在逃生人员，不建议逃生人员可以利用紫色圆点进行示意显示。
[0235]
图11(b)中，圆点(举例来说，可以使用蓝色圆点进行示意)表示选中人员，同时也是正在逃生人员，可以查看其逃生路径(举例来说，可以使用红色折线进行示意)。
[0236]
上述步骤，可以包括以下步骤：
[0237]
步骤s4051：系统可以自动计算建议逃生人员，并进行着色。
[0238]
步骤s4052：根据现场指挥人员分析，可先选定建议增加的逃生人员，通过按钮“增
message service，mms)等。
[0253]
本说明书实施例中所述生物识别所涉及的生物特征，例如可以包括眼部特征、声纹、指纹、掌纹、心跳、脉搏、染色体、dna、人牙咬痕等。其中眼纹可以包括虹膜、巩膜等生物特征。
[0254]
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
[0255]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0256]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0257]
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
[0258]
图13为本说明书一个或多个实施例的电子设备硬件结构示意图，图13示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
[0259]
处理器1010可以采用通用的cpu(central processing unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
[0260]
存储器1020可以采用rom(read only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
[0261]
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
[0262]
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信。
[0263]
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
[0264]
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
[0265]
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
[0266]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0267]
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0268]
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。
[0269]
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。