(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211239773.6 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 陕西中科凯泽科技有限公司 地址 719300 陕西省榆林市神木市滨河新 区金控大厦孵化器2 楼212,213 (72)发明人 吴军　韩朋朋　魏赏锋　 (74)专利代理 机构 广东省畅欣知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44631 专利代理师 齐军彩 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智 能分析预警系统 (57)摘要 本发明涉及矿山安全技术领域， 用于解决现 有的难以从多维度对矿山安全风险进行预警监 测， 更难以实现对矿山存在的安全风险进行超前 的预警的问题， 尤其公开了一种基于数据分析的 智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 包括处理 器， 处理器通信连接有数据采集单元、 作业环境 监测单元、 自然环境监测单元、 地质 环境监测单 元、 安全风险综合分析单元、 安全预警反馈单元 和显示终端； 本发明， 通过数据分析的方式， 分别 从不同层面对矿山的安全风险等级进行准确的 判监测分析， 采用数据整合的方式， 将矿山的各 类型危险源进行综合分析， 从而在全面识别矿山 中作业活动中各种危险源的同时， 也实现了对矿 山风险的超前预控， 保证了矿山工作的稳定运 行。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 115423213 A 2022.12.02 CN 115423213 A 1.一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 其特征在于， 包括处理 器， 处理器通信连接有： 数据采集单元用于采集矿山的作业环境危险源信 息、 自然环境危险源信 息以及地质环 境危险源信息， 并将其分别发送至作业环境监测单元、 自然环境监测单元、 地质环境监测单 元； 作业环境监测单元用于实时获取矿山的作业环境危险源信 息， 并进行矿山作业安全风 险预测分析， 据此生成作业环 境安全信号、 作业环境中度危险预警信号、 作业环境重度危险 预警信号， 并将其均分别发送至安全风险综合分析 单元和安全预警反馈单 元； 自然环境监测单元用于获取矿山的自然环境危险源信 息， 并进行自然水害安全风险预 测分析， 据此得到矿井水害危害低级预警信号和矿井水害危害高级预警信号， 并将其均分 别发送至安全风险综合分析 单元和安全预警反馈单 元； 地质环境监测单元用于实时监测矿山的地质环境危险源信 息， 并进行地质状态安全风 险预测分析， 据此得到矿山地质危险等级较低信号、 矿山地质危险等级一般信号和矿山地 质危险等级较高信号， 并将其均分别发送至安全风险综合分析 单元和安全预警反馈单 元； 安全风险综合分析单元用于接收各类型风险判定信号， 并将各类型风险判定信号进行 安全风险综合预测分析处理， 据此生成一级综合风险判定信号、 二级综合风险判定信号和 三级综合风险判定信号， 并将其均发送至安全预警反馈单元进行预警分析处理， 并采用文 本字样预警的方式发送至 显示终端 进行显示说明。 2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 其特征在于， 矿山作业 安全风险预测分析的具体操作步骤如下： 实时获取矿山的作业环境危险源信 息中的光照强度、 能见度、 粉尘弥漫量和噪声量值， 并将其进行 数据分析， 得到第一作业环境状态系数； 实时获取矿山的作业环境危险源信息中的空间值和变位量值， 并将其进行公式分析， 得到第二作业环境状态系数； 设置第一作业环境状态系数、 第一作业环境状态系数的作业环境状态参照阈值Fw1、 Fw2， 并将第一作业环境状态系数、 第一作业环境状态系数分别与对应的预设作业环境状态 参照阈值Fw1、 Fw2进行数据比较 分析， 据此生 成作业环 境安全信号、 作业环 境中度危险预警 信号、 作业环境重度危险预警信号。 3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 其特征在于， 数据比较分析的具体操作步骤如下： 当第一作业环境状态系数大于预设的作业环境状态参照阈值Fw1时， 则生成工作动态 环境达标信号， 反之， 当第一作业环境状态系数小于等于预设的作业环境状态 参照阈值Fw 1 时， 则生成工作动态 环境不达标信号； 当第二作业环境状态系数大于预设的作业环境状态参照阈值Fw2时， 则生成作业空间 环境达标信号， 反之， 当第二作业环境状态系数小于等于预设的作业环境状态 参照阈值Fw2 时， 则生成作业空间环境 不达标信号； 当依次捕捉到工作动态环境达标信号和作业空间环境达标信号 时， 则生成作业环境安 全信号， 当依次捕捉到工作动态环境达标信号和作业空间环境不达标信号或工作动态环境 不达标信号和作业空间环境达标信号时， 则生成作业环境中度危险预警信号， 当依 次捕捉权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115423213 A 2到工作动态环境不达标信号和作业空间环境不达标信号时， 则生成作业环境重度危险预警 信号。 4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 其特征在于， 自然水害安全风险预测分析的具体操作步骤如下： 实时获取矿山的自然环境危险源信 息中的降水量、 渗入量、 透水性和持续 时长， 并将其 进行归一 化分析， 得到涌水程度系数； 设置涌水程度系数的参照阈值TT1， 并将涌水程度系数与预设的参照阈值TT1进行比较 分析， 当涌水程度系数大于等于预设的参照阈值TT1时， 则生成矿井水量涌入异常信号， 反 之， 当涌水程度系数小于预设的参照阈值T T1时， 则生成矿井水量涌入正常信号； 依据生成的矿井水量涌 入异常信号， 实时获取单位 时间内矿井水源的总涌水量和总排 水量， 并将其进行作差分析， 得到水位差； 将水位差代入预设的水位参照区间Q1、 Q2内进行比较分析， 当水位差处于预设的水位 参照区间Q1之内时， 则生成矿井水害危害低级预警信号， 当水位差处于预设的水位参照区 间Q2之内时， 则生成矿井水害危害高级预警信号。 5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 其特征在于， 地质状态安全风险预测分析的具体操作步骤如下： 将依据开采面积将矿山等面积划分为n个区域， 并分别从n个区域中随机选取一个地质 点， 并实时获取各个区域中的地质点的地质环境信息中的断层裂隙量值、 抗压强度、 节理发 达程度值， 并将各项地质参数分别代入预设的各项地质参数参照区间评进 行评分赋值判定 分析， 据此 得到各区域各项地质参数的评分值； 依据各区域各项地质参数的评分值， 将各区域的各项地质参数的评分值进行统计求 和， 据此得到矿山的各区域的地质总评分值； 分别统计区域的地质总评分值不超过评分5、 处于评分6和7之间、 处于评分8和9之间的 区域的数量和， 并将得到的各数量和分别标定为sum1、 sum2、 sum3， 其中， sum1+sum2+sum3＝ n， 将sum1、 sum2、 sum3进行降序排序， 并进行排序位序比较分析； 当sum1居于降序序列的第一位或sum1居于降序序列的第二位且sum2居于降序序列的 第一位时， 则生成矿山地质危险等级较高信号， 当sum3居于降序序列的第一位且sum2居于 降序序列的第二位时， 则生 成矿山地质危险等级较低信号， 而其他情况下， 则均生成矿山地 质危险等级一般信号。 6.根据权利要求5所述的一种基于数据分析的智慧矿山安全风险智能分析预警系统， 其特征在于， 评分赋值判定分析的具体操作步骤如下： 当断层裂隙量值大于地质参数参照区间Qu1的最大值时， 则将矿山地质的裂隙参数赋 项赋分为1分， 当断层裂隙量值处于地质参数参照区间Qu1之内时， 则将矿山地质的裂隙参 数项赋分为2分， 当断层裂隙量值小于地质参数参照区间Qu1的最小值时， 则将矿山地质的 裂隙参数 赋项赋分为3分； 当抗压强度大于地质参数参照区间Qu2的最大值时， 则将矿山地质的抗压参数赋项赋 分为3分， 当抗压强度处于地质参数参照区间Qu2之内时， 则将矿山地质的抗压参数项赋分 为2分， 当抗压强度小于地质参数参照区间Qu2的最小值时， 则将矿山地质的抗压参数赋项 赋分为1分；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115423213 A 3