1.一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)井下注浆锚杆信息配置，启动无线移动终端APP，通过矿井井下Wifi网络，登陆井上注浆信息数据库模块，进入注浆锚杆信息配置子模块，在该模块中，井下注浆施工人员根据实际情况输入巷道名称、注浆锚杆行号、注浆锚杆列号、注浆责任人、监督责任人信息；

当配置成功后，这些信息被实时上传并存储至井上注浆信息数据库模块；

步骤2)实时采集注浆数据，注浆过程中实时、动态、高精度地监测记录注浆过程中的浆液流速、注浆压力以及浆液水灰比参数；

步骤3)将井下注浆数据依次无线传输、井下环网光纤传输后，实时、动态的存储至井上注浆信息数据库模块中；

步骤4)对当前井下注浆情况、总体注浆质量，异常注浆信息查询、诊断、评价和统计分析，具体步骤为：

步骤4.1)井下注浆信息数据实时查询子模块通过SQL语言从井上注浆信息数据库模块

5中实时查询当前井下全部正在实施注浆巷道的所有信息，包括当前注浆巷道名称，当前注浆锚杆编号、注浆责任人与监督责任人和实时注浆过程时序数据，所获得的实时注浆过程时序数据注浆压力、注浆量和浆液水灰比，按照如下关系进行换算得到工程中的注浆参数指标：

A.注浆压力按照最大注浆压力和平均注浆压力两种方式进行处理：p＝Average(pv)or Max(pv)式中：pv为瞬时注浆压力，p为工程中注浆压力指标；

B.浆液水灰比n按照最小值进行处理：n＝Max(nv)

式中：nv为瞬时浆液水灰比，n为工程中浆液水灰比指标；

C.注浆量Q需要根据获得的浆液瞬时流速进行积分计算：式中：Qv为瞬时浆液流速，t1为注浆开始时间，t2为注浆结束时间，Q为工程中累计注浆量；

步骤4.2)根据矿井管理人员输入的注浆时间和巷道名称信息，自动绘制该时间段内的巷道注浆量、注浆压力、水灰比分布的注浆信息区域分布云图，在该注浆信息区域分布云图中，横轴表示注浆锚杆或锚索编号行号，纵轴表示注浆锚杆或锚索编号列号，每个区域代表一根注浆锚杆的位置，每个区域的颜色表示该处注浆锚杆的注浆量、注浆压力以及浆液水灰比的大小，用一种颜色表示最小值，另一种颜色表示最大值；根据该注浆信息区域分布云图从整体上来判断巷道注浆质量；

步骤4.3)异常注浆区域精准诊断，预先设置相关的临界注浆参数阈值，当相关注浆参数超过其阈值时即判断其为异常注浆情况，系统进行自动报警，主要的判别准则如下：p＞pmax

Q＜Qmin

n＞nmax

式中：pmax为注浆压力阈值，实际注浆压力大于该阈值时为判断为异常注浆情况；Qmin为注浆量阈值，当实际注浆量小于该阈值时判断为异常注浆情况；nmax为浆液水灰比阈值，当实际浆液水灰比大于该阈值时判断为异常注浆情况；

步骤4.4)根据步骤4.3)设定的注浆参数阈值，通过对矿井某个时间段内的全部注浆巷道的注浆参数进行诊断分析，精准定位每一条巷道中的异常注浆锚杆位置；对于异常注浆锚杆，管理人员通过进一步与当时现场注浆责任人、注浆监督责任人沟通了解井下情况，制定进一步开展二次复注方案；

步骤4.5)注浆数据统计子模块提供任意时间段内的全部注浆巷道中每一根注浆锚杆注浆过程中全部数据的查询接口，包括瞬时注浆压力、瞬时浆液流速和瞬时浆液密度，与注浆过程曲线相对应，相关注浆数据能够直接复制；同时，提供按照时间统计或者直接统计的异常注浆数据，包括：注浆锚杆或锚索编号、累计注浆量、注浆压力、浆液密度、注浆责任人、监督责任人、注浆日期时间，精确到每一根锚杆的注浆时间段，自动形成注浆Excel报表以及注浆管理台帐，方便矿井进行精准化的注浆管理。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价方法，其特征在于，所述的注浆信息数据库模块中存储的信息数据结构设计如下：A.巷道名称：存储施工人员输入的巷道名称，数据类型为字符串，32字节；

B.注浆锚杆或锚索行号：存储当前注浆锚杆行号，数据类型为整数类型，4字节；

C.注浆锚杆或锚索列号：存储当前注浆锚杆列号，数据类型为整数类型，4字节；

D.注浆责任人：存储当前注浆责任人姓名，数据类型为字符串，16字节；

E.注浆监督责任人：存储当前注浆监督人姓名，数据类型为字符串，16字节；

F.注浆监测传感器ID：存储注浆传感器ID编码，数据类型为字符串，16字节；

G.注浆监测传感器类型：存储注浆传感器类型，数据类型为整数类型，4字节，其中0表示注浆压力传感器；1表示浆液流量传感器；2表示浆液密度传感器；

H.注浆监测传感器数值：存储注浆传感器监测获得的数值，注浆压力单位为MPa，浆液

3 3

流量单位为m/h；浆液密度单位为g/cm ，三种数据均精确到0.001，数据类型为浮点数类型，

4字节；

I.注浆时间：存储当前注浆过程中传感器监测的时间，数据类型为时间类型，12字节，时间格式为“YY‑MM‑DD HH:MM:SS”。

3.实现权利要求1‑2任意一项权利要求所述的井下注浆在线监测与注浆质量智能评价方法的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，包括井下注浆信息输入输出模块、井下注浆数据监测模块、井下注浆数据无线通信模块、井上注浆信息数据库模块和井上注浆质量智能评价模块，其特征在于，所述的井下注浆信息输入输出模块，包括注浆锚杆信息配置子模块、注浆参数实时显示模块和异常注浆情况报警子模块；所述注浆锚杆信息配置子模块实现注浆基本信息快速、动态输入；所述注浆参数实时显示模块，在注浆过程中实时动态地显示当前注浆压力、浆液流速以及浆液密度参数，便于施工人员准确掌握当前注浆状况信息；所述异常注浆情况报警子模块，在出现注浆压力超限或者浆液密度/水灰比不达标时，实时进行语音提示和振动报警；

所述的井下注浆数据监测模块，安装在注浆泵和锚杆或锚索之间，包括水泥浆液流量监测子模块、注浆压力监测子模块和水泥浆液水灰比监测子模块；所述水泥浆液流量监测子模块实现水泥浆液流量的高精度测量，避免水泥浆液中的大颗粒杂质流进流量传感器导致测量误差或者传感器损毁；所述注浆压力监测子模块实现浆液压力高精度检测，有效避免浆液堵塞测量孔或者腐蚀压力传感器测量膜片；所述水泥浆液水灰比监测子模块实现浆液水灰比的高精度检测，有效避免高速流动的浆液引起的测量误差和对传感器造成的冲击破坏；

所述的井下注浆数据无线通信模块，包括井下注浆数据电流信号转无线数字信号子模块、井下注浆数据无线通信网关子模块和井上注浆数据解析与存储子模块，用于将井下注浆数据依次通过无线传输和有线光纤环网传输后，实时、动态的解析并存储至井上注浆信息数据库模块中；

所述的井上注浆信息数据库模块，用于实时、动态存储井下注浆过程中的海量注浆监测时序数据；

所述的井上注浆质量智能评价模块，包括井下注浆信息数据实时查询子模块、注浆信息区域分布云图、异常注浆区域精准诊断子模块和注浆数据统计子模块；所述的井下注浆信息数据实时查询子模块，矿井主管领导及相关科室管理人员在地面实时查询当前井下全部正在实施注浆巷道的所有过程信息及数据；所述的注浆信息区域分布云图通过一张注浆数据云图全局展示区域内的注浆量、注浆压力、浆液水灰比分布情况，为巷道注浆质量总体评价提供宏观的指导依据；所述的异常注浆区域精准诊断子模块通过预设临界的注浆参数阈值，对矿井某个时间段内的全部注浆巷道的注浆参数进行诊断分析，精准定位每一条巷道中的异常注浆锚杆位置，便于后期开展二次精准复注；所述的注浆数据统计子模块自动统计分析相关的巷道注浆数据，形成Excel报表，便于矿井存档管理。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，所述水泥浆液流量监测子模块，包括井下本安型防爆电磁流量传感器和浆液净化器，所述井下本安型防爆电磁流量传感器的量程、孔径与井下注浆泵及注浆管路匹配；浆液净化器通过两个法兰盘之间加上带有滤网的法兰垫圈组成，滤网孔径1mm，浆液净化器置于电磁流量传感器进口前方；浆液净化器与电磁流量传感器两者之间距离保持在20倍电磁流量传感器直径以上，以保证流量测量精度。

5.根据权利要求3所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，所述注浆压力监测子模块包括井下本安型防爆压力变送器和浆液隔离装置；所述井下本安型防爆压力变送器量程为0‑10MPa，浆液隔离装置包括厚壁金属圆筒、圆形柔性橡胶垫和金属垫圈；金属垫圈压住圆形柔性橡胶垫，通过螺丝固定在厚壁金属圆筒下方；厚壁金属圆筒中注满优质硅油，厚壁金属圆筒上端车有内丝，与井下本安型防爆压力变送器下端的外丝匹配，工作时，注浆管路中的浆液首先作用在浆液隔离装置的圆形柔性橡胶垫上，然后将注浆压力通过硅油传递给井下本安型防爆压力变送器的测量膜片上，进而有效地阻止浆液直接接触压力传感器膜片，避免传感器被腐蚀破坏和浆液堵塞测量孔，同时满足现场对浆液压力检测精度的要求。

6.根据权利要求3所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，水泥浆液水灰比监测子模块，包括井下本安型防爆差压式浆液密度传感器、测量桶和旋转式升降装置，所述井下本安型防爆差压式浆液密度传感器正压端感受液体底端的压力，负压端感受定位器上端的压力；当液体密度发生变化时，其压差也随之正比变化，从而测量出变化的密度值；所述测量桶为一个固定容积圆筒，设置为上部开口底部封闭的结构；

在桶侧壁底部设置有1个进浆口，与注浆管道相接；测量桶上部设有1个溢浆孔，当浆液充满测量桶后，浆液从溢浆孔溢出；测量桶下部还设有1个出浆孔，当测量完毕后，通过出浆孔将测量桶中浆液放出，以便下次使用；所述旋转式升降装置包括旋转手柄、圆形齿轮和直线形齿轮条，差压式浆液密度传感器固定在直线形齿轮条上，并垂直置于测量桶中；圆形齿轮与旋转手柄固定在一起，圆形齿轮与直线形齿轮条相互咬合，通过顺时针或逆时针旋转手柄，实现浆液密度传感器在浆液测量桶中上升或下降；在注浆泵开启前，通过旋转式升降装置将压差式密度计提升至一定高度，同时利用锁紧装置锁住传感器防止突然掉落，以防止高速流动的浆液对传感器造成冲击破坏；当浆液充满测量桶后，利用旋转式升降装置缓慢降下浆液密度传感器至密度测量桶底部，完成浆液密度测量。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，当测量获得浆液密度后，利用如下公式计算水泥浆液水灰比：n＝(1/ρG‑1/ρC)/(1‑1/ρG)式中：n为浆液水灰比，ρG为浆液密度，ρC为水泥密度。

8.根据权利要求3所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，所述的井下电流信号转无线数字信号子模块，包括一个能将标准电流模拟信号4～

20mA转换为无线数字信号的单片机芯片，用于将井下注浆数据监模块发出的标准电流模拟信号转换为无线电数字信号发射；井下无线通信网关子模块，包括一个MESH扩频无线通信单片机芯片，用于接受和解析井下电流信号转无线数字信号子模块发送的数据包，将数据发送至井下工业环网光纤；井上数据解析与存储子模块，利用物联网MQTT服务协议，对井下工业环网光纤上传的注浆数据进行解析，并根据传感器的量程按照线性转化关系将电流数据转化为注浆压力、浆液流量和浆液密度的物理数据，最后将注浆数据实时存储至注浆信息数据库模块中。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，所述的注浆压力、浆液流量、浆液密度的电流数据与物理数据之间转换关系如下：pv＝(Ap‑4)/1.6

Qv＝(AQ‑4)/2.0

ρv＝3(Aρ‑4)/16

式中：AP、AQ、Aρ分别为注浆压力传感器、电磁流量计和密度计上传的电流数据，mA，Pv、Qv

3 3

和ρv为转换后的注浆压力、浆液流量和浆液密度数值，单位分别为MPa、m/h和g/cm ；注浆压力传感器的量程为0‑10MPa、浆液流量传感器的量程为0‑8m3/h、浆液密度传感器的量程为

0‑3g/cm3。

10.根据权利要求3所述的一种煤矿井下注浆在线监测与注浆质量智能评价系统，其特征在于，还包括井下注浆监测管路模块，所述的井下注浆监测管路模块包括浆液密度检测管路、注浆压力和浆液流量监测管路和传感器清水清洗管路；注浆泵连接有主管路，主管路上安装有第一阀门，主管路连接两个分支管路，其中一路为浆液密度检测管路，该管路按流向顺序设置第二阀门和第三阀门，管路的末端设置浆液收集桶，第二阀门和第三阀门之间安装水泥浆液水灰比监测子模块，测量桶的出浆孔和溢浆孔分别安装有管路，第三阀门安装于与出浆孔连接的管路上；在注浆泵开启前，首先利用旋转式升降装置将密度计提升至一定高度，然后打开第一阀门和第二阀门，关闭第三阀门；接着，开启注浆泵，当浆液从密度测量桶顶部流出后，立即关闭第二阀门；然后，利用旋转式升降装置缓慢降下密度计，完成浆液密度检测；最后，打开第三阀门，放出密度测量桶中的水泥浆液；

所述注浆压力和浆液流量监测管路按流向顺序安装有第四阀门和第五阀门，第四阀门位于第五阀门前端的一个支路上，在第一阀门和第四阀门之间安装有电磁流量传感器和压力变送器；具体工作时，首先打开阀门在和第五阀门、关闭第四阀门，然后开启注浆泵，浆液依次流过电磁流量传感器和压力变送器，完成浆液流量与注浆压力测量；

所述传感器清水清洗管路以第四阀门处的支路为起点，连接清洗装置，水流依次经过第四阀门、压力变送器、电磁流量传感器、第二阀门、水泥浆液水灰比监测子模块以及第三阀门；清洗时，首先关闭注浆泵以及第一阀门、第五阀门和第三阀门，打开第四阀门和第二阀门；然后在第四阀门处接入清水对整个管路与传感器进行冲洗，直至与测量桶的溢浆孔连接的管路中流出清水；最后，关闭第四阀门，打开第三阀门，放出整个监测系统全部管路中的清水，以备下次注浆监测使用。