煤炭科学技术

作者：连会青, 晏涛, 尹尚先, 徐斌, 康佳, 周旺, 闫国成,

关键词：透明水文地质模型, 顶板水害, 预警指标体系, 预警方法, 智能化预警平台,

我国西部矿区因地质条件复杂，煤层顶板水害问题日渐突出，传统水害预警手段难以有效应对这一挑战。为解决水害预警中指标选取、预警方法及标准构建等核心问题，系统开展了顶板水害预警的基础理论研究、关键技术分析及智能化平台建设工作。首先，在传统透明地质模型基础上提出了透明水文地质模型的概念，引入动态更新功能并明确其设计实现思路；其次，基于顶板水害发育“3阶段”机理分析，提出指标选择应遵循约束性、独立性和持续性“3原则”，确定了地表水特征、含水层结构及性质、隔水层结构及性质、采动影响围岩运移特征及水文要素动态变化特性5大类主要影响因素，共从中提取出14项可量化指标构成顶板水害预警指标体系；根据已有事故案例、现场水文观测数据变化规律和相关标准规范，提出由4个预警指标参与的智能水害预警方法，划分出4个等级的预警级别、标准和应对措施；以透明水文地质模型为逻辑底层，内嵌预警指标、方法、标准和多态接口，集成开发了具备3个层级、6个核心功能的顶板水害智能化预警平台，该平台通过触发器和轮询的混合预警机制，实现了多指标综合评价与预警；最后，平台在西部某煤矿进行了为期1 a的示范应用，期间成功发出15次预警信息，其中10次为监测设备异常预警，5次为水害信息预警，所有预警均提前采取了有效应对措施。结果表明：该平台的应用验证了预警指标、方法、标准和平台的有效性与适用性。未来的研究可进一步优化预警模型和数据分析方法，以提升平台的预警精度和响应速度。

来源：2025年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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