[發明專利]一種開采沉陷變形預測預報系統

在審

• 申請號: 201610172465.4
• 申請日: 2016-03-20
• 公開（公告）號: CN105627981A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 夏小剛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01C5/00;G01S19/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種開采沉陷變形預測預報系統，其特征在于，包括

數據采集模塊，用于通過GNSS基準站子系統準確位置和實時監測站定位 結果實時獲取監測點地表的移動變形數據，并通過北斗模塊將數據發送到中央 處理器，發送到數據庫進行儲存；

人機操作模塊，用于輸入開采工作面的參數數據，并將所輸入的數據發送 到中央處理器；用于輸入數據調用命令；

中央處理器，用于接收數據采集模塊和人機操作模塊所發送的數據，并將 所接收到的數據發送到數據分析處理模塊和圖形繪制模塊；并將所接收到的數 據轉換成仿真模型建立模塊所能識別的格式發送到仿真模型建立模塊；用于根 據人機操作模塊輸入的數據調用命令，在數據庫中進行數據的調用；

數據分析處理模塊，用于根據每個工作面的參數以及對應的所采集到的地 表移動變形數據，獲得每個采樣點的走向各變形值和傾斜方向各變形值，并根 據每個采樣點的走向各變形值和傾斜方向各變形值，采用概率積分法獲得每個 工作面的沿工作面走向各變形值和沿工作面傾斜方向各變形值，并將所獲得的 數據發送到仿真模型建立模塊，發送到顯示屏進行顯示；

圖形繪制模塊，用于繪制并監測根據所述監測數據得出的各種曲線圖；

回歸計算模塊，用于通過不同函數對實測數據曲線進行回歸計算；

預測分析模塊，用于根據與原實測曲線的對比分析，進行沉陷變形情況的 預測并修正設計參數，指導施工；

專家建議模塊，用于根據監測數據中工作面變形值的大小或異常突變點從 專家數據庫中查詢類似案例數據，從而提供解決辦法；

仿真模型建立模塊，包括180°立體柱狀環幕、高性能圖形集群服務器和 六組3D投影儀，面向六通道同步并行圖像運算，涵蓋各種工作面組成圖像，并 予以詳細刻畫，用于根據根據每個工作面的參數以及對應的所采集到的地表移 動變形數據建立工作面的仿真三維模型；

虛擬傳感器，為仿真三維模型中插入的能達到直接獲取相應的結果或信息 的目標的邏輯單元；

虛擬作動器，用于驅動參數變化的，與仿真三維模型中的各元素建立關系 后，可以在指定的范圍內對參數進行變動，從而可以驅動仿真分析模塊針對不 同的參數進行計算求解；

仿真分析模塊，用于將輸入參數劃分為單元、特性和載荷，分別作用到仿 真三維模型中的各個部位，并通過預設的仿真方法和仿真算法進行仿真分析；

虛擬作動器通過循環執行分析將結構反饋給仿真分析模塊，所述仿真分析 模塊自動提取數據給虛擬傳感器，所述虛擬傳感器將自動顯示結果。

2.根據權利要求1所述的一種開采沉陷變形預測預報系統，其特征在于， 所述工作面的參數包括下沉系數、水平移動系數、拐點偏距、主要影響正切值、 開采影響傳播角、最大下沉角、煤層傾角、工作面尺寸、采深和采厚。

3.根據權利要求1所述的一種開采沉陷變形預測預報系統，其特征在于， 所述的變形值包括下沉值、傾斜值、曲率值、水平移動值和水平變形值。

4.根據權利要求1所述的一種開采沉陷變形預測預報系統，其特征在于， 所述GNSS基準站子系統包括CORS專用接收機、CORS專用天線、饋線、避雷針、 饋線避雷器、電源避雷器、強制對中裝置、觀測墩，架設在觀測墩頂部強制對 中裝置的CORS專用天線用饋線連接CORS專用接收機的GNSS接口，饋線避雷器 連接避雷針和電源避雷器，CORS專用接收機實時跟蹤、采集、傳輸、存儲GNSS 衛星數據，并將結果傳遞到數據采集模塊。

5.根據權利要求1所述的一種開采沉陷變形預測預報系統，其特征在于，所 述實時監測站子系統包括地表形變空地一體化監測裝置和非連續實時監測站， 地表形變空地一體化監測裝置包括，包括固定臺、豎直安裝在固定臺上的GPS 觀測桿以及通過帶伺服裝置的旋轉軸安裝在固定臺上的InSAR人工角反射器， 所述GPS觀測桿的頂端安裝有北斗模塊，固定臺上還埋設有高出固定臺面的水 準測量標志；非連續實時監測站是以移動平臺為控制終端，集GPS、全站儀、 數字水準儀一體化的外業采集終端系統。