【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤礦安全生產，尤其涉及一種煤礦安全生產瓦斯預警裝置及方法。
技術介紹
1、隨著全球能源需求的持續增長，煤炭工業作為重要的基礎產業之一，其迅速發展不僅推動了經濟的增長，同時也帶來了諸多挑戰，其中煤礦瓦斯的災害問題尤為突出，長期以來一直是煤炭行業安全生產的重大隱患。瓦斯災害，包括煤與瓦斯突出、沖擊地壓等動力災害，不僅頻繁發生，而且破壞性強，給煤礦工人的生命安全帶來了巨大威脅，也嚴重制約了煤炭工業的可持續發展。特別是在地質條件復雜、開采深度增加的現代煤礦中，瓦斯災害與其他類型災害(如頂板冒落、水害等)的相互疊加，使得災害的預測、防控工作更加復雜和困難，對煤炭深部開采構成了嚴峻挑戰。因此，煤礦安全生產瓦斯預警技術的研發和應用顯得尤為重要。近年來，隨著物聯網、大數據、云計算等技術的不斷發展，煤礦瓦斯預警技術也在不斷地進行升級和優化。
2、現有煤礦安全生產瓦斯預警裝置通過動態連續地監測能夠綜合反映含瓦斯煤體所處力學狀態的某種指標而確定工作面附近危險性。
3、但本專利技術在實現本專利技術實施例中專利技術技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：
4、現有技術中，由于開采深度的增加，煤與瓦斯突出、沖擊地壓等動力災害日趨嚴重。這可能導致傳感器在監測過程中受到干擾，導致綜合反映地應力、瓦斯和煤巖力學特性不充分，進而導致煤與瓦斯突出預警的準確性不高的問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種煤礦安全生產瓦斯預警裝置及方法，通過獲取瓦斯涌出評
2、一種煤礦安全生產瓦斯預警裝置，包括瓦斯涌出評估模塊、聲發射干擾評估模塊和電磁輻射干擾評估模塊：其中，所述瓦斯涌出評估模塊用于通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和瓦斯涌出相關數據得到瓦斯涌出評估系數，根據瓦斯涌出評估系數判斷是否進行聲發射干擾評估和電磁輻射干擾評估，所述瓦斯涌出評估系數用于評估掘進工作面瓦斯涌出的符合程度；所述聲發射干擾評估模塊用于基于聲發射應力獲取聲發射干擾評估系數，基于聲發射干擾評估系數判斷是否進行聲發射干擾調整，所述聲發射干擾評估系數用于評估掘進工作面瓦斯涌出對聲發射的干擾程度；所述電磁輻射干擾評估模塊用于通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和電磁輻射功率得到電磁輻射干擾評估系數，基于電磁輻射干擾評估系數判斷是否進行電磁輻射干擾調整，所述電磁輻射干擾評估系數用于評估掘進工作面瓦斯涌出對電磁輻射的干擾程度。
3、可選地，所述瓦斯涌出相關數據包括瓦斯壓力差、煤層瓦斯含量和煤層開采深度；所述煤層瓦斯含量通過預設人員實際測量獲取；所述瓦斯涌出區域截面積通過瓦斯傳感器和風速傳感器獲取；所述瓦斯壓力差通過掘進工作面預設區域內部預設位置點的瓦斯壓力和掘進工作面預設區域外部的瓦斯壓力的差值表示；所述聲發射應力通過聲發射儀獲取；所述電磁輻射功率通過電磁輻射傳感器獲取。
4、可選地，所述通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和瓦斯涌出相關數據得到瓦斯涌出評估系數的具體過程如下：通過滲透系數、瓦斯壓力差和瓦斯涌出區域截面積進行乘積運算獲取初始瓦斯涌出量；通過初始瓦斯涌出量和從數據庫中獲取的預設涌出量最大閾值進行比值運算獲取涌出量偏差比；通過煤層瓦斯含量和從數據庫中獲取的預設瓦斯含量最大閾值進行比值運算獲取瓦斯含量偏差比；通過煤層開采深度和從數據庫中獲取的預設開采深度最大閾值進行比值運算獲取煤層開采深度偏差比；結合涌出量偏差比、瓦斯含量偏差比和煤層開采深度偏差比獲取瓦斯涌出評估系數。
5、可選地，所述瓦斯涌出評估系數的限制表達式如下：
6、
7、式中，表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的瓦斯涌出評估系數，r＝1,2,...,d，r表示預設時間點的編號，d表示預設時間點的總數量，ycr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的涌出量偏差比，hlr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的瓦斯含量偏差比，sdr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的煤層開采深度偏差比，hr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的煤層開采深度，δpr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的瓦斯壓力差，sr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的瓦斯涌出區域截面積，hwr表示對掘進工作面進行監測的第r個預設時間點的煤層瓦斯含量，k表示滲透系數，yc0max表示預設涌出量最大閾值，hl0max表示預設瓦斯含量最大閾值，sd0max表示預設開采深度最大閾值，e表示自然常數。
8、可選地，所述基于聲發射應力獲取聲發射干擾評估系數的具體過程如下：獲取應力偏差比，所述應力偏差比通過聲發射應力和從數據庫中獲取的預設應力最大閾值進行比值運算的結果表示，所述應力偏差比用于反映對掘進工作面進行監測過程中掘進工作面在應力作用下的聲波釋放的偏差情況；結合第一聲發射干擾權重、第二聲發射干擾權重、不低于預設瓦斯涌出最大值的瓦斯涌出評估系數和應力偏差比獲取聲發射干擾評估系數。
9、可選地，所述通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和電磁輻射功率得到電磁輻射干擾評估系數的具體過程如下：通過電磁輻射功率和瓦斯涌出區域截面積進行比值運算獲取初始輻射強度值，所述初始輻射強度值用于反映對掘進工作面進行監測過程中電磁波的傳播情況；通過初始輻射強度值和從數據庫中獲取的預設輻射強度最大閾值進行比值運算獲取輻射強度偏差比，所述輻射強度偏差比用于反映對掘進工作面進行監測過程中電磁波傳播的偏差情況；結合不低于預設瓦斯涌出最大值的瓦斯涌出評估系數和輻射強度偏差比獲取電磁輻射干擾評估系數。
10、本專利技術實施例提供了一種煤礦安全生產瓦斯預警方法，包括以下步驟：通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和瓦斯涌出相關數據得到瓦斯涌出評估系數，根據瓦斯涌出評估系數判斷是否進行聲發射干擾評估和電磁輻射干擾評估，所述瓦斯涌出評估系數用于評估掘進工作面瓦斯涌出的符合程度；基于聲發射應力獲取聲發射干擾評估系數，基于聲發射干擾評估系數判斷是否進行聲發射干擾調整，所述聲發射干擾評估系數用于評估掘進工作面瓦斯涌出對聲發射的干擾程度；通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和電磁輻射功率得到電磁輻射干擾評估系數，基于電磁輻射干擾評估系數判斷是否進行電磁輻射干擾調整，所述電磁輻射干擾評估系數用于評估掘進工作面瓦斯涌出對電磁輻射的干擾程度。
11、本專利技術實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
12、1、通過獲取瓦斯涌出評估系數并判斷是否進行聲發射干擾評估和電磁輻射干擾評估，然后基于聲發射應力獲取聲發射干擾評估系數并判斷是否進行聲發射干擾調整，最后通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和電磁輻射功率得到電磁輻射干擾評估系本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，包括瓦斯涌出評估模塊、聲發射干擾評估模塊和電磁輻射干擾評估模塊：
2.根據權利要求1所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述瓦斯涌出相關數據包括瓦斯壓力差、煤層瓦斯含量和煤層開采深度；
3.根據權利要求2所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和瓦斯涌出相關數據得到瓦斯涌出評估系數的具體過程如下：
4.根據權利要求3所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述瓦斯涌出評估系數的限制表達式如下：
5.根據權利要求4所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述根據瓦斯涌出評估系數判斷是否進行聲發射干擾評估和電磁輻射干擾評估的具體過程如下：
6.根據權利要求2所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述基于聲發射應力獲取聲發射干擾評估系數的具體過程如下：
7.根據權利要求6所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述基于聲發射干擾評估系數判斷是否進行聲發射干擾調整的具體過程如下：
8.根據權利要求2所述煤礦安全
9.根據權利要求8所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述基于電磁輻射干擾評估系數判斷是否進行電磁輻射干擾調整的具體過程如下：
10.一種煤礦安全生產瓦斯預警方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，包括瓦斯涌出評估模塊、聲發射干擾評估模塊和電磁輻射干擾評估模塊：
2.根據權利要求1所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述瓦斯涌出相關數據包括瓦斯壓力差、煤層瓦斯含量和煤層開采深度；
3.根據權利要求2所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述通過獲取的瓦斯涌出區域截面積和瓦斯涌出相關數據得到瓦斯涌出評估系數的具體過程如下：
4.根據權利要求3所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述瓦斯涌出評估系數的限制表達式如下：
5.根據權利要求4所述煤礦安全生產瓦斯預警裝置，其特征在于，所述根據瓦斯涌出評估系數判斷是否進行聲發射干擾評估和電磁輻射干擾評估的具...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳亮，劉琦，屈麗娜，張書明，王朝鵬，李昊，王少東，何鵬飛，張鈞祥，戚福周，
申請(專利權)人：中原工學院，
類型：發明
國別省市：
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