CN105785896A - 一种矿山安全监测监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山安全监测监控系统，包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入多个监测传感器、多个钻孔压力计、多个视频监控装置和压风自救系统，压风自救系统包括接入分布式总线上的多个压风机监控，压风机监控连接主扇风机监控；环状光纤以太网的井上部分连接视频监控服务器和监测监控服务器，监测监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，矿井信息数据库包括矿井井下巷道图、所有传感器、所有视频监测装置和所有风机在巷道中的位置和编号。本发明的监测监控系统，能够实时监控矿山井下各类安全环境数据，从而保障矿井的安全。

Description

一种矿山安全监测监控系统

技术领域

本发明涉及一种矿山监测系统，具体涉及一种矿山安全监测监控系统。

背景技术

地下矿山的生产系统分为地下系统和地面系统两部分。地下系统以矿块为中心，包括由各种井巷、嗣室、管道、线路和装备组成的矿井运输、提升、通风、排水、充填、供水、供电、压气输送等系统，以及井底车场、地下破碎铜室、井下矿仓、井下炸药库等。

矿井下工作环境恶劣，地质情况复杂，随时可能充斥各种有害气体，透水及冒顶等危险事故也可能随时发生，因此，需要建立一套安全监测监控系统，实时监控井下各类安全环境数据，从而保障矿井的安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿山安全监测监控系统，能够实时监控铁矿矿山井下各类安全环境数据，从而保障矿井的安全。

为实现上述目的，本发明的一个实施例所采取的技术方案是：

包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入多个风速传感器、多个甲烷传感器、多个闸门开闭传感器、多个负压传感器、多个一氧化碳传感器、多个烟雾传感器、多个水位传感器、多个钻孔压力计、多个视频监控装置和压风自救系统，压风自救系统包括接入分布式总线上的多个压风机监控，压风机监控连接主扇风机监控；环状光纤以太网的井上部分连接视频监控服务器和监测监控服务器，监测监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，矿井信息数据库包括矿井井下巷道图、所有传感器、所有视频监测装置和所有风机在巷道中的位置和编号。多媒体交换机上设有MCU，MCU上设有安全阈值库和数据判断单元，数据判断单元对多媒体交换机接收到的数据进行判断，如果数据在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据缓存1～48小时后丢弃；如果数据不在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据传输到环状光纤以太网上。

本发明的矿山安全监测监控系统产生的有益效果为：

1.能够实时监控矿山井下各类安全环境数据，从而保障矿井的安全。

2.系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。可以融合多个矿山应用系统，包括人员定位、监测监控、电话通讯、广播对讲、视频监控等等，并且各子系统的数据可以完全融合到统一的平台上。要扩展一个新的应用，利用已有设备和总线，不需要重新布线，在总线上增加相应的设备就行。

附图说明

图1所示为本发明的一种矿山安全监测监控系统的一个实施例的示意图。

图2所示为本发明的一种矿山安全监测监控系统的通风机自动控制模块的一个实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，在本发明的一个实施例中，矿山安全监测监控系统包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入多个风速传感器、多个甲烷传感器、多个闸门开闭传感器、多个负压传感器、多个一氧化碳传感器、多个烟雾传感器、多个水位传感器、多个钻孔压力计、多个视频监控装置和压风自救系统，压风自救系统包括接入分布式总线上的多个压风机监控，压风机监控连接主扇风机监控；环状光纤以太网的井上部分连接视频监控服务器和监测监控服务器，监测监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，多媒体交换机上设有MCU，MCU上设有安全阈值库和数据判断单元，数据判断单元对多媒体交换机接收到的数据进行判断，如果数据在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据缓存1～48小时后丢弃；如果数据不在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据传输到环状光纤以太网上。

数据库是为“矿山安全决策网络集成系统”提供所需要的各种数据、信息和知识而建立的。数据库中所存数据为与安全有关的各种系统属性信息，有地质资料、水文资料、矿井通风系统中的各种基础数据、采掘生产资料、日常管理数据、实时监测数据等。数据库可供图形显示使用，以适应救灾决策的需要。

矿井信息数据库还包括矿井井下巷道图、所有传感器、所有视频监测装置和所有风机在巷道中的位置和编号。

监测监控软件采用三层架构体系。数据采集与分析、存储、应用表示三部分既相对独立又是有机融合。从而使整个系统某部分更改不影响全局，使系统的安装、发布、使用、升级变得相对简单和容易。系统的开发遵循通用的国际和国家行业标准，数据存储采用标准的结构，从而与第三方系统的集成非常容易，不会存在信息孤岛。

监测监控软件包括数据采集分析程序和客户端程序。数据采集分析程序是一个介于系统硬件和上层软件之间持续运行的程序，其不断地与位置信息采集器和监控终端进行通讯，获取各位置信息采集器、监控终端的动态信息，进行计算处理，并存贮相应的实时数据。数据采集分析程序在处理实时数据时，同时监测各种可能的异常变化，当检测到异常时，会自动存贮到数据库，并向各个连入的主站实时发送警告或消息通知。

监测监控软件包含监测显示画面，在监测显示画面中，可对数值、转动、位移、断电状态、馈电状态、设备开停状态、风门开关状态、报警信息、往返、仓位、流量、电量等根据监测量实现功能强大的模拟动画显示。还可以通过GIS系统进行图形实时显示。

环境监测监控系统对采集到的数据进行实时分析处理，以数值、曲线、柱图等多种形式进行屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据(每个模拟量测点的最大值、最小值、平均值；每个模拟量测点24小时内的最大值、最小值、平均值及确切时间；每个模拟量测点超限或故障的时间及次数累计值；每个开关量测点24小时内的开停及故障累计次数和累计时间)，系统采用变值变态存储技术，可存储十年以上的历史数据，供有关人员随时查阅和打印。

环境监测监控系统具有很强的自检诊断功能，能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原因。还能在屏幕实时弹出信息窗，供维护人员查询打印，并将其记入运行报告文件。可查询非正常状态的开始时间及持续时间。具有人机对话功能：通过主控软件设定断电参数、设定报警参数等。

环境监测监控系统提供有采样间隔最少1秒的数据实时密采功能，并且实时密采数据可每天连续存储，至少存储1年的实时数据。

环境监测监控系统对监测点的有害气体浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成有害气体浓度及其它模拟量参数的分析趋势图，可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表。

联机定义或修改系统中的各种传感器、网关及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除网关、传感器、断电器。

环境监测监控系统组态方式灵活，监测监控服务器对井下设备采用主从队列两种扫描方式，操作员按照需要对各设备安排不同的采样周期，实现对重点设备加以监控。

环境监测监控系统监测处理参数的类型丰富，模拟量有风速、负压、温湿度、CO、氧气、烟雾、水位等；开关量有设备开停等。

监控软件具有很强的作图能力，并提供有相应的图形库，操作员可在不间断监测的同时，容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。

在实时监视画面，可对屏幕任意显示测点单击鼠标右键，弹出快捷菜单，快速的查询该点的数据、曲线、定义、运行状况等信息。

安全监测监控软件主要用于显示监控当前井下各传感器状态，并在通讯异常或数值超限时进行声光报警，另外执行查询和报表打印等操作。

客户端程序完成所有的查询，统计，分析功能。客户端与监控服务器进行连接，可以在局域网中任何一台机机器上进行授权访问。

分布式总线不但具有多主并发与实时性高的特点，还具有容错与故障节点自隔离功能，网络可靠性更高。系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。可以融合多个矿山应用系统，包括人员定位、监测监控、电话通讯、广播对讲、视频监控等等，并且各子系统的数据可以完全融合到统一的平台上。要扩展一个新的应用，利用已有设备和总线，不需要重新布线，在总线上增加相应的设备就行。

所有的现场设备都是统一总线接口，可以混合挂接。通过这种分布式工业现场总线的应用，一条总线，把监测监控、人员定位、无线对讲、无线的传感网络、包括自动控制系统等全部纳入整个系统统一的范围当中。

系统中各网络控制设备具有多主并发、对等高速率通信的功能，可实现井下危险区域异地快速响应控制、异构系统数据的传输和共享。

多媒体交换机加上新型的分布式总线设计，不但可以融合多个矿山应用系统，而且设备数量和线缆数量大大减少，建设成本低，运行和维护成本也低。

在本发明的一个实施例中，所有的传感器均为数字式传感器，可以实现本地采样，编码传输，具容错机制，抗干扰能力强。

参考图1、图2，在本发明的一个实施例中，监测监控软件包含通风机自动控制模块，通风机自动控制模块连接显示控制屏，动态接收低压柜控制方式及开关状态信息、电动机接触器及热点器状态信息、变频器运行及故障状态信息、风门接触器及蝶阀到位状态信息、风机负压及流量传感器信息和低压柜电力参数采集模块信息，向风机控制器发出低压柜分闸/合闸控制指令、风机打开/关闭控制指令、电动机正转/反转及变频/工频启动及停止控制指令和变频器频率给定指令，实现对风机的自动控制管理。

在本发明的一个实施例中，视频监控服务器或监测监控服务器设有数据定期覆盖机制。

上述实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种矿山安全监测监控系统，其特征在于：包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，所述环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；所述交换机连接分布式总线，所述分布式总线上接入多个风速传感器、多个甲烷传感器、多个闸门开闭传感器、多个负压传感器、多个一氧化碳传感器、多个烟雾传感器、多个水位传感器、多个钻孔压力计、多个视频监控装置和压风自救系统，所述压风自救系统包括接入分布式总线上的多个压风机监控，所述压风机监控连接主扇风机监控；所述环状光纤以太网的井上部分连接视频监控服务器和监测监控服务器，所述监测监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，所述矿井信息数据库包括矿井井下巷道图、所有传感器、所有视频监测装置和所有风机在巷道中的位置和编号；所述多媒体交换机上设有MCU，所述MCU上设有安全阈值库和数据判断单元，所述数据判断单元对多媒体交换机接收到的数据进行判断，如果所述数据在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据缓存1～48小时后丢弃；如果所述数据不在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据传输到环状光纤以太网上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述传感器均为数字式传感器。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述监测监控软件包含通风机自动控制模块，所述通风机自动控制模块连接显示控制屏，动态接收低压柜控制方式及开关状态信息、电动机接触器及热点器状态信息、变频器运行及故障状态信息、风门接触器及蝶阀到位状态信息、风机负压及流量传感器信息和低压柜电力参数采集模块信息，向风机控制器发出低压柜分闸/合闸控制指令、风机打开/关闭控制指令、电动机正转/反转及变频/工频启动及停止控制指令和变频器频率给定指令。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述视频监控服务器或监测监控服务器设有数据定期覆盖机制。