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2209
编辑：北方有色网
来源：中国矿业大学（北京）, 中国电子信息产业发展研究院
权利要求
1.越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、建立矿井绝对坐标系，当矿区各工种工作人员进入待检查的煤矿井下工作时，以所建立的矿井绝对坐标系为基础，实时获取各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息；
步骤2、将所获取的各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息绘制成各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图；
步骤3、将得到的各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图放置在矿井三维立体影像布置图中，获得各工种工作人员的活动范围；
步骤4、再将各工种工作人员的活动范围与采矿许可证规定范围内的活动路线进行比对，若存在工作人员超出采矿许可证规定范围内的活动路线，则判定该工作人员为越界开采。
2.根据权利要求1所述越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，在步骤1中，
所述矿井绝对坐标系是以矿井风井井筒为坐标中心原点，以纬线为X坐标轴，东部方向为正方向；以经线为Y坐标轴，北部方向为正方向；以开采竖直方向为Z坐标轴，开采水平以上为正方向建立的矿井绝对直角坐标系。
3.根据权利要求1所述越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，在步骤1中，所述实时获取各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息的过程具体为：
所述矿区各工种工作人员进入待检查的煤矿井下工作时，均佩戴人体北斗卫星定位标签和红外热感应传感器，所述人体北斗卫星定位标签和红外热感应传感器均具有电子身份信息；
根据所建立的矿井绝对坐标系，利用所述人体北斗卫星定位标签进行人员位置定位，并利用所述红外热感应传感器获得各工种工作人员的热像信息。
4.根据权利要求1所述越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，在步骤2中，具体是利用人体佩戴的北斗卫星定位标签和红外热感应传感器将各工种人员的北斗卫星定位数据和热像信息发送到物联网网关，借助物联网网关对原始数据进行处理和过滤；
然后将数据发送到所建立的矿井绝对坐标系中，绘制成像，形成各工种人员行为活动轨迹路线图和活动热像图。
5.根据权利要求1所述越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，在步骤2中，进一步将各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图进行统计分类，获得不同工种的工作人员的行为活动轨迹路线图和活动热像图。
6.根据权利要求1所述越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，所述步骤3的过程具体为：
根据采矿许可证规定范围以及矿井采掘工程布置图，将设计矿井巷道、工作面和井田边界原始数据在矿井绝对坐标系中借助物联网网关对原始数据进行处理和过滤；
然后利用物联网成像技术绘制矿井三维立体影像布置图，借助物联网图像嵌入式技术将各工种工作人员活动轨迹路线图、活动热像图与矿井三维立体影像布置图进行图像重组，合并成为一个立体图像，以此获得各工种工作人员的实际矿井活动范围。
7.根据权利要求1所述越界开采行为的快速识别方法，其特征在于，在步骤4中，所述采矿许可证规定范围内的活动路线是利用物联网技术生成的矿井三维立体煤层开采区域设计活动路线边界图，并以此得到煤层开采区域。
说明书
技术领域
本发明涉及煤矿井工开采监督管理技术领域，尤其涉及越界开采行为的快速识别方法。
背景技术
越界开采行为是超越自然资源部门批准的矿区范围开采矿产资源的行为，任何超出采矿许可证规定的范围进行采矿均属于违法行为，随着煤炭资源的日趋殆尽，在利益的驱动作用下，煤矿超层越界开采行为层出不穷，安全事故隐患频发，严重威胁人民的生命财产安全。由于煤矿井下作业具有极强的隐蔽性，需要专业人员配备专门的设备对煤矿进行实地测量，才能发现煤矿超层越界开采等违法违规行为，但受种种客观因素的影响，难以寻求一种及时有效的监管技术手段，以准确判断煤矿是否存在超层越界开采行为。
现有技术方案的煤矿超层越界开采行为监管通常采用现代信息监测技术，诸如全球定位(GPS)技术、遥感(RS)技术和地理信息物理(GIS)技术等。利用GPS技术监测对比行政审批的矿区绝对坐标与实际开采轨迹路线，或采用遥感RS技术分析矿山辅助机械设施、道路设施、矿石量以及矸石量的特征出发，或采用GIS技术对比矿区地表沉陷现象或开采区域整体变形时空关系进而识别出越界开采区域，但由于非法开采人员往往采取一系列规避监管措施，使得这些方法虽一定程度上解决了超层越界开采行为的识别问题，但信息滞后且极易受人为、财力支出等客观影响因素的影响，无法满足大多数监管部门的技术需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种越界开采行为的快速识别方法，该方法可以实时并精确的判断是否存在越界开采行为，从而及时有效地进行监管和处理，减少矿山安全事故的产生和人民生命财产的损伤。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种越界开采行为的快速识别方法，所述方法包括：
步骤1、建立矿井绝对坐标系，当矿区各工种工作人员进入待检查的煤矿井下工作时，以所建立的矿井绝对坐标系为基础，实时获取各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息；
步骤2、将所获取的各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息绘制成各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图；
步骤3、将得到的各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图放置在矿井三维立体影像布置图中，获得各工种工作人员的活动范围；
步骤4、再将各工种工作人员的活动范围与采矿许可证规定范围内的活动路线进行比对，若存在工作人员超出采矿许可证规定范围内的活动路线，则判定该工作人员为越界开采。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法可以实时并精确的判断是否存在越界开采行为，从而及时有效地进行监管和处理，减少矿山安全事故的产生和人民生命财产的损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的越界开采行为的快速识别方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的越界开采行为的快速识别方法流程示意图，所述方法包括：
步骤1、建立矿井绝对坐标系，当矿区各工种工作人员进入待检查的煤矿井下工作时，以所建立的矿井绝对坐标系为基础，实时获取各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息；
在该步骤中，所述矿井绝对坐标系是以矿井风井井筒为坐标中心原点，以纬线为X坐标轴，东部方向为正方向；以经线为Y坐标轴，北部方向为正方向；以开采竖直方向为Z坐标轴，开采水平以上为正方向建立的矿井绝对直角坐标系。通过建立矿井绝对坐标系将工作人员活动轨迹和煤矿井下布置放置在同一坐标系中，以便于更好进行工作人员活动轨迹路线与煤层开采区域设计活动路线对比，更准确判定是否存在煤层超层越界开采行为。
上述实时获取各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息的过程具体为：
所述矿区各工种工作人员进入待检查的煤矿井下工作时，均佩戴人体北斗卫星定位标签和红外热感应传感器，所述人体北斗卫星定位标签和红外热感应传感器均具有电子身份信息，用于判定工作人员的工种，主要负责工作安排等信息；
根据所建立的矿井绝对坐标系，利用所述人体北斗卫星定位标签进行人员位置定位，并利用所述红外热感应传感器获得各工种工作人员的热像信息。
步骤2、将所获取的各工种工作人员的北斗卫星定位数据和热像信息绘制成各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图；
具体实现中，利用人体佩戴的北斗卫星定位标签和红外热感应传感器将各工种人员的北斗卫星定位数据和热像信息发送到物联网网关，借助物联网网关对原始数据进行处理和过滤，然后将数据发送到所建立的矿井绝对坐标系中，绘制成像，形成各工种人员行为活动轨迹路线图和活动热像图。
在该步骤中，进一步还可以将各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图进行统计分类，获得不同工种的工作人员的行为活动轨迹路线图和活动热像图。具体实现中，由于各工种工作人员在煤矿井下工作地点与范围相对固定，可以着重分析各个采煤工作面与掘进工作面附近工作人员。
步骤3、将得到的各工种工作人员行为活动轨迹路线图和活动热像图放置在矿井三维立体影像布置图中，获得各工种工作人员的实际矿井活动范围；
在该步骤中，具体过程为：
根据采矿许可证规定范围以及矿井采掘工程布置图，将设计矿井巷道、工作面和井田边界原始数据在矿井绝对坐标系中借助物联网网关对原始数据进行处理和过滤；
然后利用物联网成像技术绘制矿井三维立体影像布置图，借助物联网图像嵌入式技术将各工种工作人员活动轨迹路线图、活动热像图与矿井三维立体影像布置图进行图像重组，合并成为一个立体图像，以此获得各工种工作人员的实际矿井活动范围。
步骤4、再将各工种工作人员的活动范围与采矿许可证规定范围内的活动路线进行比对，若存在工作人员超出采矿许可证规定范围内的活动路线，则判定该工作人员为越界开采。
在该步骤中，所述采矿许可证规定范围内的活动路线是利用物联网技术生成的矿井三维立体煤层开采区域设计活动路线边界图，根据原始设计开采方案，各工种工作人员活动范围需在采矿许可证规定范围内工作面或巷道进行采掘工作，以此获得设计工作人员活动路线图。
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
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