CN106194264A - 一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，包括用于对数据分析、查询、诊断、收发数据统计显示的远程监控中心和本地实时数据监测处理单元，所述远程监控中心和本地实时数据监测处理单元无线连接，所述远程监控中心包括数据库模块、数据显示模块和系统设置模块，所述数据显示模块包括实时数据显示、实时数据曲线、指标曲线动画和综合曲线显示。本发明实现煤与瓦斯突出实时诊断、综合判断工作面煤层的突出危险性、实施灾害预警功能，具有实时、快速、且自动化、智能化程度高、指标自适应能力强的特点，能及时反映工作面的突出危险程度，监测预警效果明显，对减少煤与瓦斯突出灾害，提升煤矿安全生产水平具有重要的现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及煤与瓦斯突出实时监测及预警系统技术领域，尤其涉及一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统。
背景技术
煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种极其复杂的动力现象，是井下严重自然灾害之一，常常给企业带来巨大的经济与财产损失。其发生的时间短，煤与瓦斯向空间抛出或放散的速度快，突出后人员很难迅速逃生。随着开采深度的不断加大，井下环境日益复杂，现行预测方式已不能满足安全生产的需求，而采用计算机与网络通信技术对其进行实时监测预报已是矿井综合自动化的重要组成部分。但事实表明：多种不同的系统不能很好的实现数据共享和无缝连接，容易产生“信息孤岛”。因此，建立一个基于矿井安全生产监控系统的煤与瓦斯突出实时监测及预警系统成为当前亟待解决的问题，为此我们提出了一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，用来解决上述问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统。
本发明提出的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，包括用于对数据分析、查询、诊断、收发数据统计显示的远程监控中心和本地实时数据监测处理单元，所述远程监控中心包括数据库模块、数据显示模块和系统设置模块，所述数据显示模块包括实时数据显示、实时数据曲线、指标曲线动画和综合曲线显示，所述系统设置模块包括基本信息设置、时间指标设置和监测区域管理，所述本地实时数据监测处理单元包括用于采集反映煤与瓦斯突出特征的实时数据的数据采集模块、用于对数据实时分析的数据管理子模块、用于对所采集的数据进行判断预警的实时预警子模块和应急处理模块，所述数据采集模块包括多个置于井下的智能监测终端和置于地面上的控制终端，所述智能监测终端包括由单片机组成的微型计算机系统、矿用电源、甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器，所述单片机电连接矿用电源、甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器，所述控制终端包括控制主机和控制备用机。
优选地，所述数据采集模块采集的实时数据包括瓦斯浓度、风速、声发射大事件、声发射小事件、声发射能量信号。
优选地，所述实时预警子模块采用模糊层次分析法和指数平滑预测法实时计算瓦斯涌出浓度、声发射综合判距指标，所述指数平滑预测法是利用现有数据的加权平均数来构造趋势方程的统计方法。
优选地，所述实时预警子模块内设有预警指标体系，所述预警指标体系包括关注、提醒、警告和响应四个层次，所述关注、提醒、警告、响应四个层次分别对应四级预警、三级预警、二级预警、一级预警，并对应建立蓝色、黄色、橙色和红色四级预警机制。
优选地，所述微型计算机系统包括CPU、ROM、RAM、数据接口和外设设备。
优选地，所述实时数据显示用于将采集的数据用表格的形式进行显示，超过报警门限值时以红色显示；实时数据曲线用于将采集的数据生成相应的监测值曲线，实时显示当前监测值曲线变化状况；指标动画显示用于查询某一时间段某个或几个工作面监测值变化情况，动画查看整体曲线变化状况；综合指标查询用于根据各种指标监测结果，分别显示瓦斯监测指标曲线和声发射综合指标曲线。
本发明中，通过远程监控中心对数据分析、查询、诊断、收发数据统计显示，其中数据显示模块具有实时数据显示、实时数据曲线、指标曲线动画和综合曲线显示功能，通过本地实时数据监测处理单元将监测数据无线传送给远程监控中心，其中包括反映煤与瓦斯突出特征的实时数据和判断预警数据，在地下的智能监测终端主要通过甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器对周围环境监测和控制，本发明实现煤与瓦斯突出实时诊断、综合判断工作面煤层的突出危险性、实施灾害预警等功能，具有实时、快速、且自动化、智能化程度高、指标自适应能力强的特点，能及时正确的反映工作面的突出危险程度，监测预警效果明显，对减少煤与瓦斯突出灾害，提升煤矿安全生产水平具有重要的现实意义。
附图说明
图1为本发明提出的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统的框图；
图2为本发明提出的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统的智能监测终端连接框图；
图3为本发明提出的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统的模糊层次分析法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参照图1-3，本发明提出的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，包括用于对数据分析、查询、诊断、收发数据统计显示的远程监控中心和本地实时数据监测处理单元，所述远程监控中心包括数据库模块、数据显示模块和系统设置模块，所述数据显示模块包括实时数据显示、实时数据曲线、指标曲线动画和综合曲线显示，所述系统设置模块包括基本信息设置、时间指标设置和监测区域管理，所述本地实时数据监测处理单元包括用于采集反映煤与瓦斯突出特征的实时数据的数据采集模块、用于对数据实时分析的数据管理子模块、用于对所采集的数据进行判断预警的实时预警子模块和应急处理模块，所述数据采集模块包括多个置于井下的智能监测终端和置于地面上的控制终端，所述智能监测终端包括由单片机组成的微型计算机系统、矿用电源、甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器，所述单片机电连接矿用电源、甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器，所述控制终端包括控制主机和控制备用机。
本发明中，所述数据采集模块采集的实时数据包括瓦斯浓度、风速、声发射大事件、声发射小事件、声发射能量信号。
本发明中，所述实时预警子模块采用模糊层次分析法和指数平滑预测法实时计算瓦斯涌出浓度、声发射综合判距指标，模糊层次分析法具体步骤为：建立煤与瓦斯突出影响因子，建立危险评级等级，确定单因子权重向量，构造突出影响因子模糊矩阵得出危险模糊综合判断指标，最后通过常规预测结果比较是否相同，如果不是则修改单因子权重向量，直到常规预测结果相同；所述指数平滑预测法是利用现有数据的加权平均数来构造趋势方程的统计方法，趋势类指标通过瓦斯浓度在一定时期内的变化状况（上升、水平走向、下降），来反映煤层中影响煤与瓦斯突出的各因素与突出的相互关系。
本发明中，所述实时预警子模块内设有预警指标体系，所述预警指标体系包括关注、提醒、警告和响应四个层次，所述关注、提醒、警告、响应四个层次分别对应四级预警、三级预警、二级预警、一级预警，并对应建立蓝色、黄色、橙色和红色四级预警机制。
本发明中，所述微型计算机系统包括CPU、ROM、RAM、数据接口和外设设备。
本发明中，所述实时数据显示用于将采集的数据用表格的形式进行显示，超过报警门限值时以红色显示；实时数据曲线用于将采集的数据生成相应的监测值曲线，实时显示当前监测值曲线变化状况；指标动画显示用于查询某一时间段某个或几个工作面监测值变化情况，动画查看整体曲线变化状况；综合指标查询用于根据各种指标监测结果，分别显示瓦斯监测指标曲线和声发射综合指标曲线。
本发明中，通过远程监控中心对数据分析、查询、诊断、收发数据统计显示，其中数据显示模块具有实时数据显示、实时数据曲线、指标曲线动画和综合曲线显示功能，通过本地实时数据监测处理单元将监测数据无线传送给远程监控中心，其中包括反映煤与瓦斯突出特征的实时数据和判断预警数据，在地下的智能监测终端主要通过甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器对周围环境监测和控制。
该系统是在安全生产监控系统的基础上建立的，为了有效使用系统中已有的监测数据，采用数据同步技术，即将安全生产监控系统数据库中的突出指标数据导入到突出预警子系统的数据库中。由相应的代码片段实现了数据导入的功能。
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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，其特征在于，包括用于对数据分析、查询、诊断、收发数据统计显示的远程监控中心和本地实时数据监测处理单元，所述远程监控中心和本地实时数据监测处理单元无线连接，所述远程监控中心包括数据库模块、数据显示模块和系统设置模块，所述数据显示模块包括实时数据显示、实时数据曲线、指标曲线动画和综合曲线显示以及历史数据显示，所述系统设置模块包括基本信息设置、时间指标设置和监测区域管理，所述本地实时数据监测处理单元包括用于采集反映煤与瓦斯突出特征的实时数据的数据采集模块、用于对数据实时分析的数据管理子模块、用于对所采集的数据进行判断预警的实时预警子模块和应急处理模块，所述数据采集模块包括多个置于井下的智能监测终端和置于地面上的控制终端，所述智能监测终端包括由单片机组成的微型计算机系统、矿用电源、甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器，所述单片机电连接矿用电源、甲烷传感器、风速传感器、矿用设备开停传感器和风筒风量开关传感器，所述控制终端包括控制主机和控制备用机。
2.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，其特征在于，所述数据采集模块采集的实时数据包括瓦斯浓度、风速、声发射大事件、声发射小事件、声发射能量信号。
3.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，其特征在于，所述实时预警子模块采用模糊层次分析法和指数平滑预测法实时计算瓦斯涌出浓度、声发射综合判距指标，所述指数平滑预测法是利用现有数据的加权平均数来构造趋势方程的统计方法。
4.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，其特征在于，所述实时预警子模块内设有预警指标体系，所述预警指标体系包括关注、提醒、警告和响应四个层次，所述关注、提醒、警告、响应四个层次分别对应四级预警、三级预警、二级预警、一级预警，并对应建立蓝色、黄色、橙色和红色四级预警机制。
5.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，其特征在于，所述微型计算机系统包括CPU、ROM、RAM、数据接口和外设设备。
6.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统，其特征在于，所述实时数据显示用于将采集的数据用表格的形式进行显示，超过报警门限值时以红色显示；实时数据曲线用于将采集的数据生成相应的监测值曲线，实时显示当前监测值曲线变化状况；指标动画显示用于查询某一时间段某个或几个工作面监测值变化情况，动画查看整体曲线变化状况；综合指标查询用于根据各种指标监测结果，分别显示瓦斯监测指标曲线和声发射综合指标曲线。
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