专利名称：保护层开采与瓦斯抽排管理系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及矿井抽采技术领域，尤其涉及一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统及其使用方法。
背景技术：
现有的煤与瓦斯共采工作的重点工作是防突工作。按照国家安全生产监督管理总局颁布的《防治煤与瓦斯突出规定》，煤层突出危险性的判定重要指标是煤层瓦斯压力、瓦斯含量等。而防突的主要目的是消除煤层突出危险性(即消突)。通常采用的防突措施主要为保护层开采及区域性预抽，其防突效果评价参数主要包括有残余瓦斯压力、瓦斯含量及煤层膨胀变形系数等等参数。目前，业界采用的测定评价参数的方法主要为人工测定，存在耗时费工、数据不连续，数据准确性不高，给煤矿安全开采科学决策带来一定的难度，从而无法给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性。
发明内容
本发明提供一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统及其使用方法，用以为现有的煤与瓦斯共采工作中的防突工作提供一定的指导性，从而保证煤与瓦斯共采的目的。本发明提供一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统，包括知识数据库，用于存储煤与瓦斯共采工作面的各种状态参数对应的施工方案；接收模块，用于接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；处理模块，用于从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的施工方案。本发明提供一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，包括接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；从知识数据库中获取所述状态参数对应的施工方案；所述知识数据库中存储有各种状态参数对应的施工方案。本发明的保护层开采与瓦斯抽排管理系统及其使用方法，通过接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数，从知识数据库中获取该状态参数对应的施工方案；其中知识数据库中存储有各种状态参数对应的施工方案。采用本发明的技术方案，能够从预存储的知识数据库中准确获取到状态参数对应的施工方案。改变了现有技术中需要进行现场测定的不便利性。采用本发明的技术方案，能够给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性，达到煤与瓦斯共采的目的，减少事故的发生率。
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的结构示意图；图2为本发明实施例二提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的结构示意图；图3为本发明实施例三提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法的流程图；图4为本发明实施例四提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例一提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的结构示意图。如图1所示，本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，具体可以包括知识数据库1、接收模块2和处理模块3。其中知识数据库1用于存储煤与瓦斯共采工作面的各种状态参数对应的施工方案。其中这些施工方案都是该矿井抽采技术领域的专家在实际操作根据实际情况总结的各种状态参数条件下的施工方案。这里的状态参数可以包括瓦斯赋含量、裂隙系数、岩层深度、煤层透气性和岩质中的至少一种。因此，可以说该知识数据库实际上就是将煤矿专家水平的知识和经验信息数值化，并按照各个状态参数将对应的施工方案进行存储。实际中一个状态参数可以对应多个施工方案。其中的施工方案可以包括钻孔布置施工方案、采掘施工方案、通风施工方案、支护施工方案和避灾施工方案等等。接收模块2，用于煤与瓦斯共采工作面的状态参数。如上所述，状态参数为矿井下的瓦斯赋含量、裂隙系数、岩层深度、煤层透气性和岩质中的一种或者多种。这里的接收模块2具体可以通过人接接口模块接收保护层开采与瓦斯抽排管理系统的维护人员通过人机接口模块输入的状态参数。处理模块3分别与知识数据库1和接收模块2连接。处理模块3用于从知识数据库1中获取接收模块3 接收的状态参数对应的施工方案。具体地，本实施例中的处理模块3就像是一个规则解释器，用于根据接收模块2接收的状态参数，从知识数据库1中去匹配该状态参数对应的施工方案。处理模块3具体可以从知识数据库1获取到接收模块2接收的状态参数对应的施工方案，对于该保护层开采与瓦斯抽排管理系统而言，这里接收模块2接收的煤与瓦斯共采工作面的状态参数特可以称之为外部决定因子，外部决定因子还可以细分成很多个决定因素，每个决定因素对施工方案都会有一定的限制。采用上述方案可以根据该外部决定因子获取对应的施工方案。本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，通过接收为状态参数，从知识数据库中获取该状态参数对应的施工方案；其中知识数据库中存储有各种状态参数对应的施工方案。采用本实施例的技术方案，能够从预存储的知识数据库中准确获取到状态参数对应的施工方案。改变了现有技术中需要进行现场测定的不便利性。采用本实施例的技术方案，能够给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性，达到煤与瓦斯共采的目的，减少事故的发生率。图2为本发明实施例二提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的结构示意图。如图2所示，本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统在上述图1所示实施例的基础上，其中处理模块3，可以包括N个处理单元；N为正整数，且大于等于2。N的值等于状态参数对应的施工方案的层数决定。其中第一处理单元用于从知识数据库1中获取状态参数对应的施工方案中的第一层施工方案。第i处理单元用于根据状态参数和第i_l处理单元获取的 i-1层施工方案，从知识数据库1中获取状态参数对应的施工方案中的第i层施工方案；其中i为正整数，且2彡i ( N。如图2所示，以N > 3为例。处理模块3具体可以包括第一处理单元31、第二处
理单元32........第i处理单元33.......和第N处理单元；34，共N个处理单元。其中i
为正整数，且2 < i < N。第一处理单元31与接收模块2连接，第一处理单元31用于从知识数据库1中获取接收模块2接收的状态参数对应的施工方案中的第一层施工方案。第二处理单元32分别与接收模块2和第一处理单元31连接，第二处理单元32用于根据接收模块2接收的状态参数和第一处理单元31获取的第一层施工方案，从知识数据库1中获取状态参数对应的施工方案中的第2层施工方案；依次类推，第i处理单元33分别与接收模块2和第i-Ι处理单元连接，用于根据接收模块2接收的状态参数和第i-Ι处理单元获取的第i-Ι层施工方案，从知识数据库1中获取状态参数对应的施工方案中的第i层施工方案。依次类推，第 N处理单元34分别与接收模块2和第N-I处理单元连接，用于根据接收模块2接收的状态参数和第N-I处理单元获取的第N-I层施工方案，从知识数据库1中获取状态参数对应的施工方案中的第N层施工方案；具体地，这里可以将知识数据库1中的施工方案分为多层，由第一处理单元31先从知识数据库1中获取接收模块2接收的状态参数对应的施工方案中的第一层施工方案， 再由第二处理单元32根据第一层施工方案和状态参数从知识数据库1中获取状态参数对应的施工方案中的第二层施工方案，以此类推，第i处理单元33可以从知识数据库1中获取到状态参数对应的施工方案中的第i层施工方案；第N处理单元可以从知识数据库1中获取到状态参数对应的施工方案中的第N层施工方案。实际应用中，可以将施工方案包括的多层施工方案按照树状结构分层。先根据接收的状态参数，获取该状态参数对应的最上层的施工方案，然后根据最上层的施工方案和状态参数，获取对应的第二层的施工方案，依此类推，可以逐步获取到第三层的施工方案，第四层的施工方案等等，直到获取到按照树形结构分布的全部的施工方案。对于上述获取施工方案的方式可以成为可继承方式获取，即可一层一层的逐步获取较详细的施工方案。这种在知识数据库1中的获取施工方案的方式可以成为可继承方式获取。即首先获取第一层施工方案，根据第一层施工方案和状态参数可以获取到第二层技术方案，依此类推，根据第N-I层技术方案和状态参数能够获取到第N 层技术方案。这样各层施工方案就好像树形结构一样，一层连着一层，只要获取到第一层施工方案，便可以逐步获取到其他各层的所有技术方案。对应地，在生成知识数据库1时也需要按照这种逻辑去存储各层施工方案。当然，实际使用中，可以将施工方案不分层次，例如比较简单的施工方案，对应于某一状态参数的施工方案存储在一起。这样可以直接根据状态参数获取对应的所有施工方案。这中获取施工方案的方式可以称为不可继承方式获取。本实施例中的施工方案可以包括钻孔布置、采掘、通风、支护和避灾等施工方案或者包含施工工艺的施工方案。需要说明的是，本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统中的接收模块2还用于接收该状态参数及对应的第一层施工方案。处理模块3还用于根据第一层施工方案和状态参数获取状态参数对应的其他施工方案。处理模块3还用于将该状态参数、第一层施工方案和其他施工方案按照它们之间的对应关系存储在知识数据库1中。对应的其它施工方案可以按照多层的树状结构存储。例如第一层施工方案直接与该状态参数对应存储；第二层施工方案分别与第一层施工方案和状态参数对应存储。第三层施工方案分别与第二层施工方案和状态参数对应存储。依此类推。这样便可以按照上述处理模块3的按照可继承获取方式一层层获取到对应的施工方案。对于施工简单的施工方案，在知识数据库1中可以仅用一层施工方案存储。具体地，按照上述方法，可以将状态参数对应的所有施工方案按照它们之间的对应关系存储在知识数据库1中。本实施例中所述的施工方案可以包括矿井领域的一些基本理论知识，还可以包括根据矿井领域的专家或者学者的经验的总结得到的知识，以供工作人员根据矿井现场的煤与瓦斯共采工作面状态参数获取到知识数据库1中存储的一些指导性的施工方案。本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，通过接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数，从知识数据库中获取该状态参数对应的施工方案；其中知识数据库中存储有各种状态参数对应的施工方案。采用本实施例的技术方案，能够从预存储的知识数据库中准确获取到状态参数对应的施工方案。改变了现有技术中需要进行现场测定的不便利性。采用本实施例的技术方案，能够给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性，达到煤与瓦斯共采的目的，减少事故的发生率。需要说明的是，上述实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统可以与计算机连接，在处理模块3获取到状态参数对应的施工方案以后，可以将获取到的结果通过计算机显示器显示出来。为了增加保护层开采与瓦斯抽排管理系统的便利性，在上述实施例的基础上，还可以直接在保护层开采与瓦斯抽排管理系统上设置一个显示模块，例如该显示模块具体可以为一个显示屏。该显示模块与处理模块3连接，该显示模块用于显示处理模块3 获取到的状态参数对应的施工方案。通过采用该技术方案，能够增强保护层开采与瓦斯抽排管理系统使用上的便利性。上述实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的显示模块可以设置直观的截面， 例如可以在显示模块上显示接收模块2接收的煤与瓦斯共采工作面的状态参数，工作人员通过人机接口模块输入的煤与瓦斯共采工作面的状态参数可以在显示模块上显示。例如还可以将显示模块设置为触摸屏，直接通过触摸屏触摸输入状态参数。由保护层开采与瓦斯抽排管理系统中的处理模块3根据接收的状态参数从知识数据库1中获取对应的施工方案，并在显示模块上显示处理模块获取的结果。具体地，对于采用可继承方式获取到的施工方案，显示模块可以用于按照状态参数对应的施工方案中的层次顺序例如树形结构顺序， 分层次的将整体的施工方案显示出来。例如当接收模块2接收的状态参数为“低透气性、高瓦斯和负极煤层”，此时处理模块3根据接收到的状态参数“低透气性、高瓦斯和负极煤层”，可以获取到的第一层施工方案为(a)有瓦斯突出可能性；(b)无法直接基于地面钻孔抽采瓦斯。根据第一层施工方案(a)以及状态参数“低透气性、高瓦斯和负极煤层”，可以进一步能够获取到第二层施工方案(aa)需要进行瓦斯预抽处理，以保证开采安全。根据第二层施工方案(aa)以及状态参数“低透气性、高瓦斯和负极煤层”，可以进一步获取到第三层施工方案(aaa)首采关键层顶底板穿层孔抽采瓦斯。具体地，实际应用中该第三层施工方案可以由本领域的专家根据第二层施工方案(aa)联合第一层施工方案 (b)推论得到。在知识数据库1中存储时，可以直接按照这种层次存储。若接收模块2除了接收到状态参数“低透气性、高瓦斯和负极煤层”，还接收了一个状态参数“工作面存上隅角积聚瓦斯现象”。第三层施工方案(aaa)就会联合状态参数“工作面存上隅角积聚瓦斯现象”获取得到第四层施工方案(aaaa)可使用Y型通风使风流场稳定。然后再根据第四层施工方案(aaaa)和状态参数“工作面存上隅角积聚瓦斯现象”可以直接得到第五层施工方案 (aaaaa)采掘过程中可使用沿空留巷节约巷道成本。还可以根据第五层施工方案(aaaaa) 获取得到第六层施工方案(aaaaaa)可基于沿空留巷布置上下穿层钻孔。这里的第六层施工方案(aaaaaa)可以是本领域的专家根据第五层施工方案(aaaaa)联合第一层施工方案 (a)推理得到的。图3为本发明实施例三提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法的流程图。如图3所示，本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，具体可以包括步骤100、接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；步骤101、从知识数据库中获取状态参数对应的施工方案；该知识数据库中存储有煤与瓦斯共采工作面的各种状态参数对应的施工方案。本实施例的状态参数包括瓦斯赋含量、裂隙系数、岩层深度、煤层透气性和岩质中的至少一种。本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，详细可参考上述保护层开采与瓦斯抽排管理系统的相关描述，在此不再赘述。本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，通过接收为状态参数， 从知识数据库中获取该状态参数对应的施工方案；其中知识数据库中存储有各种状态参数对应的施工方案。采用本实施例的技术方案，能够从预存储的知识数据库中准确获取到状态参数对应的施工方案。改变了现有技术中需要进行现场测定的不便利性。采用本实施例的技术方案，能够给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性，达到煤与瓦斯共采的目的，减少事故的发生率。图4为本发明实施例四提供的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法的流程图。本实施例中假设知识数据库中状态参数对应的施工方案总共包括有N层。如图4所示，本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，具体可以包括步骤200、接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；步骤201、从知识数据库中获取该状态参数对应的施工方案中的第一层施工方案；
步骤202、从i = 2开始，根据第i_l层施工方案和状态参数，从知识数据库中获取状态参数对应的施工方案中的第i层施工方案；然后将i更新为i+Ι，重复该步骤，直到i =N结束；通过采用上述方案可以获取到状态参数对应的施工方案中的N层施工方案。步骤203、按照状态参数对应的施工方案中的N层施工方案的层次顺序显示施工方案。具体地，本实施例中是以包括N层施工方案为例来说明。先获取状态参数对应的施工方案中的第一层施工方案，然后根据第一层施工方案和状态参数获取状态参数对应的施工方案中的第二层施工方案，依此类推，直到获取到该状态参数的所有施工方案。最后在该保护层开采与瓦斯抽排管理系统的显示屏上显示该状态参数对应的所有施工方案，并且在显示时，可以按照状态参数对应的施工方案中的N层施工方案的层次顺序显示全部施工方案。本实施例的状态参数也包括瓦斯赋含量、裂隙系数、岩层深度、煤层透气性和岩质中的至少一种。本实施例的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，通过接收为状态参数， 从知识数据库中获取该状态参数对应的施工方案；其中知识数据库中存储有各种状态参数对应的施工方案。采用本实施例的技术方案，能够从预存储的知识数据库中准确获取到状态参数对应的施工方案。改变了现有技术中需要进行现场测定的不便利性。采用本实施例的技术方案，能够给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性，达到煤与瓦斯共采的目的，减少事故的发生率。需要说明的是在上述实施例的步骤100或者步骤200之前，还可以包括(1)接收状态参数及对应的施工方案中的N层施工方案；(2)将状态参数、对应的施工方案中的N层施工方案按照它们之间的对应关系存储在知识数据库中。具体地，本实施例中还需要预先将各个状态参数及其对应的各层施工方案按照它们之间的对应关系存储到知识数据库中。当施工方案包括多层时，仍按照施工方案在层与层之间对应关系存储在知识数据库中，以备后续根据接收的状态参数，一层一层的获取该状态参数对应的施工方案。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统，其特征在于，包括知识数据库，用于存储煤与瓦斯共采工作面的各种状态参数对应的施工方案；接收模块，用于接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；处理模块，用于从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的施工方案。
2.根据权利要求1所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，其特征在于，所述处理模块，包括N个处理单元，N为正整数，且大于等于2 ；其中第一处理单元，用于从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的所述施工方案中的第一层施工方案；第i处理单元，用于根据所述状态参数和第i_l处理单元获取的i_l层施工方案，从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的所述施工方案中的第i层施工方案；其中i为正整数，且2<=i<=N。
3.根据权利要求2所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，其特征在于所述接收模块，还用于接收所述状态参数及对应的所述施工方案中的N层施工方案；所述处理模块，还用于将所述状态参数、对应的所述施工方案中的N层施工方案按照它们之间的对应关系存储在所述知识数据库中。
4.根据权利要求2所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，其特征在于，还包括显示模块，用于按照所述状态参数对应的所述施工方案的N层施工方案的层次顺序显示所述施工方案。
5.根据权利要求1-4任一所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统，其特征在于，所述状态参数包括瓦斯赋含量、裂隙系数、岩层深度、煤层透气性和岩质中的至少一种。
6.一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，其特征在于，包括接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；从知识数据库中获取所述状态参数对应的施工方案；所述知识数据库中存储有煤与瓦斯共采工作面的各种状态参数对应的施工方案。
7.根据权利要求6所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，其特征在于， 所述知识数据库中所述状态参数对应的所述施工方案包括有N层；从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的施工方案，具体包括从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的所述施工方案中的第一层施工方案；从i = 2开始，根据第i_l层施工方案和所述状态参数，从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的所述施工方案中的第i层施工方案；然后将i更新为i+Ι，重复该步骤，直到i = N结束；其中N为所述知识数据库中包括的施工方案的层数，N为正整数，且大于等于2 ;i也为正整数，且2彡i彡N。
8.根据权利要求7所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，其特征在于， 还包括接收所述状态参数及对应的施工方案中的N层施工方案；将所述状态参数、对应的所述施工方案中的N层施工方案按照它们之间的对应关系存储在所述知识数据库中。
9.根据权利要求7所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，其特征在于， 还包括按照所述状态参数对应的所述施工方案的N层施工方案的层次顺序显示所述施工方案。
10.根据权利要求6-9任一所述的保护层开采与瓦斯抽排管理系统的使用方法，其特征在于，所述状态参数包括瓦斯赋含量、裂隙系数、岩层深度、煤层透气性和岩质中的至少一种。
全文摘要
本发明提供一种保护层开采与瓦斯抽排管理系统及其使用方法。保护层开采与瓦斯抽排管理系统，包括知识数据库，用于存储煤与瓦斯共采工作面的各种状态参数对应的施工方案；接收模块，用于接收煤与瓦斯共采工作面的状态参数；处理模块，用于从所述知识数据库中获取所述状态参数对应的施工方案。采用本发明的技术方案，能够给煤与瓦斯共采工作中的防突工作给以一定的指导性，达到煤与瓦斯共采的目的，减少事故的发生率。
文档编号E21F7/00GK102536301SQ20101059894
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者杨清, 王勇, 童桂, 袁亮, 郑是立, 陈金龙 申请人:北京东能煤安科技有限公司, 平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司, 柳州腾龙煤电科技股份有限公司, 淮南矿业(集团)有限责任公司