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申请/专利权人：内蒙古满世煤炭集团罐子沟煤炭有限责任公司

摘要：本发明属于特厚煤层开采技术领域，涉及到一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统。本发明通过特厚煤层信息监测模块、特厚煤层信息分析模块、开采设备历史信息解析模块、开采设备信息监测模块、开采设备信息分析模块、开采环境信息监测模块、开采环境信息分析模块、特厚煤层开采解析模块和煤矿数据库等模块，充分考虑了目标特厚煤层自身特征对开采难度和开采过程中的安全问题的影响，提高了目标特厚煤层的开采效率和安全性，有助于降低设备部件失效、电气故障等可能导致工作面顶板失稳、瓦斯积聚等危险情况的发生概率，有助于制定合理的开采方案，有助于优化控制采场、减少损失，降低开采成本。

主权项：1.一种基于大数据的特厚煤层开采智能信息系统，其特征在于：包括：特厚煤层信息监测模块，用于对目标特厚煤层进行监测，得到目标特厚煤层信息；特厚煤层信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采难度指数；开采设备历史信息解析模块，用于获取历史各特厚煤层所需各开采设备的历史信息，分析得到特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置；开采设备信息监测模块，用于对目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置进行实时监测，得到目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置的运行数据；开采设备信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采设备影响指数；开采环境信息监测模块，用于对目标特厚煤层对应开采环境进行实时监测，得到目标特厚煤层对应开采环境各监测点的瓦斯浓度和地表沉降高度；开采环境信息分析模块，用于分析目标特厚煤层的开采环境适宜指数；特厚煤层开采解析模块，用于根据目标特厚煤层的开采难度指数、开采设备影响指数和开采环境适宜指数，分析目标特厚煤层的综合开采难度系数,并进行反馈；煤矿数据库，用于存储各标准煤层图像，存储参考特厚煤层信息，存储参考特厚煤层对应的煤层参考稳定度和开采参考复杂度，存储历史各特厚煤层对应各开采设备的历史信息，存储历史各特厚煤层的开采年限，存储特厚煤层所需各开采设备各位置的标准电压和标准温度，存储特厚煤层所需开采设备的标准温度比，存储特厚煤层对应开采环境允许存在的瓦斯浓度阈值和地表沉降高度阈值，并存储目标特厚煤层的开采难度指数、开采设备影响指数和开采环境适宜指数；所述目标特厚煤层信息包括煤层厚度、煤层倾角、煤层抗压强度、煤层剪切强度、煤层抗拉强度、煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度；所述目标特厚煤层的开采难度指数的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的煤层厚度、煤层倾角、煤层抗压强度、煤层剪切强度、煤层抗拉强度、煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，根据目标特厚煤层的煤层抗压强度、煤层剪切强度和煤层抗拉强度，分析得到目标特厚煤层的煤层稳定度，根据目标特厚煤层的煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，分析得到目标特厚煤层的开采复杂度；分析目标特厚煤层的开采难度指数其中T、θ、分别为目标特厚煤层的煤层厚度、煤层倾角、煤层稳定度和开采复杂度，T0、θ0、分别为从煤矿数据库中提取的参考特厚煤层对应的煤层参考厚度、煤层参考倾角、煤层参考稳定度和开采参考复杂度，β1、β2、β3、β4分别为设定的煤层厚度、煤层倾角、煤层稳定度和开采复杂度对应的开采难度指数的权重系数，β1+β2+β3+β4＝1，e为自然常数；所述目标特厚煤层的煤层稳定度和开采复杂度的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的煤层抗压强度、煤层剪切强度和煤层抗拉强度，分别记为F1、F2、F3，分析得到目标特厚煤层的煤层稳定度其中分别为从煤矿数据库中提取的参考特厚煤层对应的煤层抗压强度、煤层剪切强度和煤层抗拉强度，λ1、λ2、λ3分别为设定的煤层抗压强度、煤层剪切强度和煤层抗拉强度对应煤层稳定度的影响因子；提取目标特厚煤层的煤层夹石层数和煤层各夹石层厚度，分析得到目标特厚煤层的开采复杂度其中m、Hi分别为目标特厚煤层的目标特厚煤层的夹石层数和第i个夹石层厚度，H0为设定的特厚煤层中允许存在的夹石层厚度，i＝1,2,......,m，i为各夹石层的编号，δ1、δ2分别为设定的夹石层数和夹石层厚度对应的修正因子；所述历史各特厚煤层所需各开采设备的历史信息包括各开采设备的故障次数、各开采设备所属各位置的故障次数和各开采设备所属各位置的各次故障的间隔时长；所述特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置的具体分析方式为：提取历史各特厚煤层所需各开采设备的故障次数、各开采设备所属各位置的故障次数和各开采设备所属各位置的各次故障的间隔时长，分析特厚煤层所需各开采设备所属各位置的故障频率指数其中B0为设定的故障频率比值阈值,为历史第x个特厚煤层所需第y个开采设备的故障次数，为历史第x个特厚煤层所需第y个开采设备所属第k个位置的故障次数，txykg为历史第x个特厚煤层所需第y个开采设备所属第k个位置的第g次故障的间隔时长，m′x为从煤矿数据库中提取的历史第x个特厚煤层的开采年限，t′y为设定的第y个开采设备的许可故障间隔时长，x＝1,2,......,a，x为历史各特厚煤层的编号，a为历史各特厚煤层的数量，y＝1,2,......,b，y为各开采设备的编号，b为开采设备的数量，k＝1,2,......,c，k为各位置的编号，c为开采设备所属位置的数量，g＝1,2,......,d，g为各次故障的编号，d为故障的次数；将特厚煤层所需各开采设备所属各位置的故障频率指数与设定的故障频率指数阈值进行对比，得到故障频率指数大于设定的故障频率指数阈值的特厚煤层所需各开采设备所属各位置，将其记为特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置；所述目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置的运行数据包括各开采设备所属各易故障位置的运行总年限、电压和温度；所述目标特厚煤层的开采设备影响指数的具体方式为：提取目标特厚煤层所需各开采设备所属各易故障位置的运行总年限、电压和温度，分析目标特厚煤层的开采设备影响指数其中m″yp、Vyp、Typ分别为目标特厚煤层所需第y个开采设备所属第p个易故障位置的运行总年限、电压和温度，V′yp、T′yp分别为从煤矿数据库中提取的特厚煤层所需各开采设备所属各位置的标准电压和标准温度中筛选得到的第y个开采设备所属第p个易故障位置的标准电压和标准温度，n0为从煤矿数据库中提取的特厚煤层所需开采设备的标准温度比，p＝1,2,......,q，p为各易故障位置的编号，q为易故障位置的数量，且q≤c；所述目标特厚煤层的开采环境适宜指数的具体分析方式为：提取目标特厚煤层对应开采环境各监测点的瓦斯浓度和地表沉降高度，分析目标特厚煤层的开采环境适宜指数其中ωj、lj分别为目标特厚煤层对应开采环境第j个监测点的瓦斯浓度和地表沉降高度，ω0、l0分别为从煤矿数据库中提取的特厚煤层对应开采环境允许存在的瓦斯浓度阈值和地表沉降高度阈值，ε1、ε2分别为设定的瓦斯浓度和地表沉降高度对应的开采环境适宜指数的权重因子，z为监测点的数量；所述目标特厚煤层的综合开采难度系数的具体分析方式为：提取目标特厚煤层的开采难度指数、开采设备影响指数和开采环境适宜指数，分析目标特厚煤层的综合开采难度系数其中γ1、γ2、γ3分别为设定的开采难度系数、开采设备影响系数和开采环境适宜系数的所占权重。

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