古城煤矿：为破解世界性难题植入“芯”算法

□ 通讯员 崔鑫 陈宜勇

本刊讯 “今年10月15日，我们通过多参量冲击地压综合监测预警云平台监测到了一小煤柱区域，也就是在3105皮带顺槽720～830米处、工作面前方大概150～255米区段，应力集中程度较高，发生冲击的可能性很大。”12月3日，在山东能源临矿集团古城煤矿冲击地压监测监控室，防冲副总工程师徐德生调出震源的原始数据、资料，手指着电脑屏幕说，“系统发出预警后，我们及时调整了卸压工作计划，制定了该区域内进行大孔径深孔卸压的应对措施。通过连续发生的数起事件，证明了这个平台超前防范的准确性以及实施大孔径深孔卸压的有效性。”

据了解，冲击地压是以煤岩体突然急剧猛烈破坏为特征的一种矿山动力现象。一般情况下，破坏时间几秒到几十秒，破坏范围几米到上百米，抛射煤炭十几吨到上百吨，危害性很大。由于影响因素很多，形成机理又复杂，成为煤矿井工开采领域遇到的世界性难题，严重制约着煤炭资源安全高效开采。

经过10多年的理论研究，古城煤矿探索形成了符合矿井地质条件和开采技术的以“强卸压、强支护、强监测、强监督”为核心手段的“四强防冲治理体系”，把冲击地压这只“地虎”关进了“笼子”。面对“只能预防，不能根治”的“硬伤”，该矿不断强化预警作用，为“匡衡地震仪”敷设了神经元、植入了智能芯，用更新技术实现更大突破。

“在冲击地压监测监控方面，古城煤矿采用的也是SOS微震监测系统、KJ550应力在线监测系统、钻屑法等通用措施。”古城煤矿防冲办公室科员何同星说，“这种监测预警手段分散、不统一，指标单一、时效性较差，对冲击地压灾害无法进行有效、科学的综合预警。”

2017年，古城煤矿和中国矿业大学联合进行攻关，在全国140余对冲击地压矿井中，率先提出了21个参数的多参量预警指标，开发了建设冲击地压综合监控预警云平台，解决了冲击地压的时序预警和空间预警的问题，做到了冲击地压防治措施和检验形成闭环。

有了统一的云平台，SOS微震监测系统、KJ550应力在线监测系统、钻屑法等采集的大量监测信息和预卸压措施等信息，经过电脑编程算法处理后上传过来并集中显示，不仅实现了监测信息化，还实现了预警的自动化。古城煤矿在对SOS微震监测系统进行扩容、布点优化的基础上，研发了双震源KJ470震动波反演系统，增加了自动辅助分析与报警系统，形成了多参量冲击地压综合监测预警云平台，进一步提高了冲击地压的监测预警水平。

“这个平台非常先进，具有前瞻性。”何同星说，“可以用三个首创来概括：一是国内首个融入CT震动波反演和丛集变形能的平台；二是国内首次实现预警自动化；三是国内首次实现震动波信号的主被动一体化监测。”

为了克服传统钻孔应力系统监测范围小、系统损耗大等缺点，古城煤矿在研发的反演系统中，仅高分辨率的微震传感器就设有32个，通过实现大范围、高精度定位，实现了采掘范围应力分布情况的高效率监测。

由于充分发挥了大数据作用，这种多参量冲击地压综合监测预警云平台，能够准确并实时显示采掘工作面的预警等级、矿震分布规律、CT反演预警云图、冲击变形能预警云图、应力在线监测数据等。随着手机客户端APP的推出，无论是谁，无论在什么地方，只要有一部手机，就能随时进行远程访问、查询、监控。