一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元無線連接，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷、綜合判斷工作面煤層的突出危險(xiǎn)性、實(shí)施災(zāi)害預(yù)警功能，具有實(shí)時(shí)、快速、且自動(dòng)化、智能化程度高、指標(biāo)自適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能及時(shí)反映工作面的突出危險(xiǎn)程度，監(jiān)測(cè)預(yù)警效果明顯，對(duì)減少煤與瓦斯突出災(zāi)害，提升煤礦安全生產(chǎn)水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)
，尤其涉及一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
煤與瓦斯突出是發(fā)生在煤礦井下的一種極其復(fù)雜的動(dòng)力現(xiàn)象，是井下嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，常常給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)與財(cái)產(chǎn)損失。其發(fā)生的時(shí)間短，煤與瓦斯向空間拋出或放散的速度快，突出后人員很難迅速逃生。隨著開采深度的不斷加大，井下環(huán)境日益復(fù)雜，現(xiàn)行預(yù)測(cè)方式已不能滿足安全生產(chǎn)的需求，而采用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)已是礦井綜合自動(dòng)化的重要組成部分。但事實(shí)表明：多種不同的系統(tǒng)不能很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和無縫連接，容易產(chǎn)生“信息孤島”。因此，建立一個(gè)基于礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)成為當(dāng)前亟待解決的問題，為此我們提出了一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，用來解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于
技術(shù)介紹
存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出了一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)。本專利技術(shù)提出的一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示，所述系統(tǒng)設(shè)置模塊包括基本信息設(shè)置、時(shí)間指標(biāo)設(shè)置和監(jiān)測(cè)區(qū)域管理，所述本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元包括用于采集反映煤與瓦斯突出特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析的數(shù)據(jù)管理子模塊、用于對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷預(yù)警的實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊和應(yīng)急處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)置于井下的智能監(jiān)測(cè)終端和置于地面上的控制終端，所述智能監(jiān)測(cè)終端包括由單片機(jī)組成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述單片機(jī)電連接礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述控制終端包括控制主機(jī)和控制備用機(jī)。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括瓦斯?jié)舛取L(fēng)速、聲發(fā)射大事件、聲發(fā)射小事件、聲發(fā)射能量信號(hào)。優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊采用模糊層次分析法和指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法實(shí)時(shí)計(jì)算瓦斯涌出濃度、聲發(fā)射綜合判距指標(biāo)，所述指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法是利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)的加權(quán)平均數(shù)來構(gòu)造趨勢(shì)方程的統(tǒng)計(jì)方法。優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊內(nèi)設(shè)有預(yù)警指標(biāo)體系，所述預(yù)警指標(biāo)體系包括關(guān)注、提醒、警告和響應(yīng)四個(gè)層次，所述關(guān)注、提醒、警告、響應(yīng)四個(gè)層次分別對(duì)應(yīng)四級(jí)預(yù)警、三級(jí)預(yù)警、二級(jí)預(yù)警、一級(jí)預(yù)警，并對(duì)應(yīng)建立藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)預(yù)警機(jī)制。優(yōu)選地，所述微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括CPU、ROM、RAM、數(shù)據(jù)接口和外設(shè)設(shè)備。優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示用于將采集的數(shù)據(jù)用表格的形式進(jìn)行顯示，超過報(bào)警門限值時(shí)以紅色顯示；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線用于將采集的數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的監(jiān)測(cè)值曲線，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前監(jiān)測(cè)值曲線變化狀況；指標(biāo)動(dòng)畫顯示用于查詢某一時(shí)間段某個(gè)或幾個(gè)工作面監(jiān)測(cè)值變化情況，動(dòng)畫查看整體曲線變化狀況；綜合指標(biāo)查詢用于根據(jù)各種指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果，分別顯示瓦斯監(jiān)測(cè)指標(biāo)曲線和聲發(fā)射綜合指標(biāo)曲線。本專利技術(shù)中，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，其中數(shù)據(jù)顯示模塊具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示功能，通過本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無線傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，其中包括反映煤與瓦斯突出特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和判斷預(yù)警數(shù)據(jù)，在地下的智能監(jiān)測(cè)終端主要通過甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器對(duì)周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)和控制，本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)診斷、綜合判斷工作面煤層的突出危險(xiǎn)性、實(shí)施災(zāi)害預(yù)警等功能，具有實(shí)時(shí)、快速、且自動(dòng)化、智能化程度高、指標(biāo)自適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能及時(shí)正確的反映工作面的突出危險(xiǎn)程度，監(jiān)測(cè)預(yù)警效果明顯，對(duì)減少煤與瓦斯突出災(zāi)害，提升煤礦安全生產(chǎn)水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。附圖說明圖1為本專利技術(shù)提出的一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的框圖；圖2為本專利技術(shù)提出的一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)終端連接框圖；圖3為本專利技術(shù)提出的一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)的模糊層次分析法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步解說。參照?qǐng)D1-3，本專利技術(shù)提出的一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示，所述系統(tǒng)設(shè)置模塊包括基本信息設(shè)置、時(shí)間指標(biāo)設(shè)置和監(jiān)測(cè)區(qū)域管理，所述本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元包括用于采集反映煤與瓦斯突出特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析的數(shù)據(jù)管理子模塊、用于對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷預(yù)警的實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊和應(yīng)急處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)置于井下的智能監(jiān)測(cè)終端和置于地面上的控制終端，所述智能監(jiān)測(cè)終端包括由單片機(jī)組成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述單片機(jī)電連接礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述控制終端包括控制主機(jī)和控制備用機(jī)。本專利技術(shù)中，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括瓦斯?jié)舛取L(fēng)速、聲發(fā)射大事件、聲發(fā)射小事件、聲發(fā)射能量信號(hào)。本專利技術(shù)中，所述實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊采用模糊層次分析法和指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法實(shí)時(shí)計(jì)算瓦斯涌出濃度、聲發(fā)射綜合判距指標(biāo)，模糊層次分析法具體步驟為：建立煤與瓦斯突出影響因子，建立危險(xiǎn)評(píng)級(jí)等級(jí)，確定單因子權(quán)重向量，構(gòu)造突出影響因子模糊矩陣得出危險(xiǎn)模糊綜合判斷指標(biāo)，最后通過常規(guī)預(yù)測(cè)結(jié)果比較是否相同，如果不是則修改單因子權(quán)重向量，直到常規(guī)預(yù)測(cè)結(jié)果相同；所述指數(shù)平滑預(yù)測(cè)法是利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)的加權(quán)平均數(shù)來構(gòu)造趨勢(shì)方程的統(tǒng)計(jì)方法，趨勢(shì)類指標(biāo)通過瓦斯?jié)舛仍谝欢〞r(shí)期內(nèi)的變化狀況（上升、水平走向、下降），來反映煤層中影響煤與瓦斯突出的各因素與突出的相互關(guān)系。本專利技術(shù)中，所述實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊內(nèi)設(shè)有預(yù)警指標(biāo)體系，所述預(yù)警指標(biāo)體系包括關(guān)注、提醒、警告和響應(yīng)四個(gè)層次，所述關(guān)注、提醒、警告、響應(yīng)四個(gè)層次分別對(duì)應(yīng)四級(jí)預(yù)警、三級(jí)預(yù)警、二級(jí)預(yù)警、一級(jí)預(yù)警，并對(duì)應(yīng)建立藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四級(jí)預(yù)警機(jī)制。本專利技術(shù)中，所述微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括CPU、ROM、RAM、數(shù)據(jù)接口和外設(shè)設(shè)備。本專利技術(shù)中，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示用于將采集的數(shù)據(jù)用表格的形式進(jìn)行顯示，超過報(bào)警門限值時(shí)以紅色顯示；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線用于將采集的數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的監(jiān)測(cè)值曲線，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前監(jiān)測(cè)值曲線變化狀況；指標(biāo)動(dòng)畫顯示用于查詢某一時(shí)間段某個(gè)或幾個(gè)工作面監(jiān)測(cè)值變化情況，動(dòng)畫查看整體曲線變化狀況；綜合指標(biāo)查詢用于根據(jù)各種指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果，分別顯示瓦斯監(jiān)測(cè)指標(biāo)曲線和聲發(fā)射綜合指標(biāo)曲線。本專利技術(shù)中，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，其中數(shù)據(jù)顯示模塊具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示功能，通過本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無線傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，其中包括反映煤與瓦斯突出特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和判斷預(yù)警數(shù)據(jù)，在地下的智能監(jiān)測(cè)終端主要通過甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器對(duì)周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)和控制。該系統(tǒng)是在安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元無線連接，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示以及歷史數(shù)據(jù)顯示，所述系統(tǒng)設(shè)置模塊包括基本信息設(shè)置、時(shí)間指標(biāo)設(shè)置和監(jiān)測(cè)區(qū)域管理，所述本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元包括用于采集反映煤與瓦斯突出特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析的數(shù)據(jù)管理子模塊、用于對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷預(yù)警的實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊和應(yīng)急處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)置于井下的智能監(jiān)測(cè)終端和置于地面上的控制終端，所述智能監(jiān)測(cè)終端包括由單片機(jī)組成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述單片機(jī)電連接礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述控制終端包括控制主機(jī)和控制備用機(jī)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)分析、查詢、診斷、收發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元無線連接，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、指標(biāo)曲線動(dòng)畫和綜合曲線顯示以及歷史數(shù)據(jù)顯示，所述系統(tǒng)設(shè)置模塊包括基本信息設(shè)置、時(shí)間指標(biāo)設(shè)置和監(jiān)測(cè)區(qū)域管理，所述本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理單元包括用于采集反映煤與瓦斯突出特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析的數(shù)據(jù)管理子模塊、用于對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷預(yù)警的實(shí)時(shí)預(yù)警子模塊和應(yīng)急處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)置于井下的智能監(jiān)測(cè)終端和置于地面上的控制終端，所述智能監(jiān)測(cè)終端包括由單片機(jī)組成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述單片機(jī)電連接礦用電源、甲烷傳感器、風(fēng)速傳感器、礦用設(shè)備開停傳感器和風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器，所述控制終端包括控制主機(jī)和控制備用機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括瓦斯?jié)舛取L(fēng)速、聲發(fā)射大事件、聲發(fā)射小事件、聲發(fā)射能量信...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：淮南師范學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34