CN111622805B - 一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统，属于调控系统技术领域，旨在解决井下综采面瓦斯浓度调控反应速度慢、不灵活、能耗高且安全性低的问题；包括云端服务器和检测终端；云端服务器包括终端管理模块、煤矿大数据模块、数据匹配模块、数据处理模块、比较模块、临时存储模块、控制模块和通讯模块；本发明中的系统，能够实现大数据下的煤矿井下综采面的瓦斯浓度智能联动调控；通过多个检测终端的设置，进行综采面的分节点设备功率调控，降低集中式通风、喷雾的整体能耗，节省能源；单点设备功率调控，调控反应速度更灵活迅速；单点预警时，整体响应，为综采面作业人员提供充足的反应时间，保障作业人员的生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及调控系统技术领域，具体为一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统。
背景技术
煤矿井下“一通三防”直接影响作业的安全性，具体为通风、防尘、防瓦斯和防火。通风对于煤矿的安全作业至关重要。因煤层中含有瓦斯气体，采掘过程中要严格控制空气瓦斯浓度含量，每年因井下瓦斯浓度过高而引发的安全事故屡见不止。目前，使用大型通风设备来降低瓦斯浓度含量，是常用的处理手段，通过通风设备对综采面进行整体通风，设备的运行功率通常是固定的，不能根据综采面的各位置的瓦斯浓度含量，适应性调节设备的功率，设备的运行控制不灵活，造成较多的能源浪费；且通常井下的通风设备、喷雾设备和检测终端相互独立，不能进行联动调控，遇到突发状况反应速度慢，使用不灵活；当作业时遇到瓦斯突出状况时，采掘、运输设备不能及时停止运行，设备的运行过程中产生大量的热，容易引发瓦斯爆炸，威胁作业人员的生命安全及财产安全。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统，能够实现大数据下的煤矿井下综采面的瓦斯浓度智能联动调控；通过多个检测终端的设置，进行综采面的分节点设备功率调控，降低集中式通风、喷雾的整体能耗，节省能源；单点设备功率调控，调控反应速度更灵活迅速；单点预警时，整体响应，为综采面作业人员提供充足的反应时间，保障作业人员的生命安全。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统，其特征在于，包括云端服务器和与所述云端服务器通讯连接的检测终端；所述云端服务器包括终端管理模块、煤矿大数据模块、数据匹配模块、数据处理模块、比较模块、临时存储模块、控制模块和通讯模块；
所述检测终端设有多个，分别设置在煤矿井下检测采掘面、运煤通道及人工通道内；所述检测终端用于上传实时检测到的数据信息；
所述煤矿大数据模块用于存储所述调控系统的所有数据信息，包括：安全数据信息的范围区间、预警数据信息的范围区间和设备调控数据信息；
所述终端管理模块用于管理所述检测终端的位置及状态信息，接收所述检测终端上传的数据信息，并传输给所述数据匹配模块；
所述数据匹配模块用于将所述终端管理模块传输的数据信息与所述煤矿大数据模块中的数据信息进行匹配；
所述数据处理模块用于对所述数据匹配模块匹配的数据信息进行处理，并进行匹配度计算，将对应的设备调控数据信息存储到临时存储模块中；
所述临时存储模块用于存储设备调控数据信息，并删除上一条存储的设备调控数据信息；
所述比较模块用于控制所述数据处理模块向所述临时存储模块传输设备调控数据信息；仅所述数据处理模块中的数据信息对应的设备调控数据信息改变时，所述数据处理模块将新的设备调控数据信息存储到所述临时存储模块中；
所述控制模块电性连接有井下综采面的通风装置、喷雾装置、报警器、矿车控制器和掘进机控制器；
所述通讯模块用于所述检测终端与所述云端服务器的通讯交互。
优选地，所述检测终端包括多个瓦斯浓度传感器、空气成分检测器和湿度传感器；
所述瓦斯浓度传感器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的瓦斯浓度；
所述空气成分检测器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的空气有害气体、二氧化碳及氧气的含量；
所述湿度传感器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的空气湿度。
本发明的有益效果在于：本发明中的系统，能够实现大数据下的煤矿井下综采面的瓦斯浓度智能联动调控；通过多个检测终端的设置，进行综采面的分节点设备功率调控，降低集中式通风、喷雾的整体能耗，节省能源；单点设备功率调控，调控反应速度更灵活迅速；单点预警时，整体响应，为综采面作业人员提供充足的反应时间，保障作业人员的生命安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统，包括云端服务器和与云端服务器通讯连接的检测终端；云端服务器包括终端管理模块、煤矿大数据模块、数据匹配模块、数据处理模块、比较模块、临时存储模块、控制模块和通讯模块；
检测终端设有多个，分别设置在煤矿井下检测采掘面、运煤通道及人工通道内；检测终端用于上传实时检测到的数据信息；
煤矿大数据模块用于存储调控系统的所有数据信息，包括：安全数据信息的范围区间、预警数据信息的范围区间和设备调控数据信息；
终端管理模块用于管理检测终端的位置及状态信息，接收检测终端上传的数据信息，并传输给数据匹配模块；
数据匹配模块用于将终端管理模块传输的数据信息与煤矿大数据模块中的数据信息进行匹配；
数据处理模块用于对数据匹配模块匹配的数据信息进行处理，并进行匹配度计算，将对应的设备调控数据信息存储到临时存储模块中；
临时存储模块用于存储设备调控数据信息，并删除上一条存储的设备调控数据信息；
比较模块用于控制数据处理模块向临时存储模块传输设备调控数据信息；仅数据处理模块中的数据信息对应的设备调控数据信息改变时，数据处理模块将新的设备调控数据信息存储到临时存储模块中；
控制模块电性连接有井下综采面的通风装置、喷雾装置、报警器、矿车控制器和掘进机控制器；
通讯模块用于检测终端与云端服务器的通讯交互。
进一步的，检测终端包括多个瓦斯浓度传感器、空气成分检测器和湿度传感器；
瓦斯浓度传感器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的瓦斯浓度；
空气成分检测器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的空气有害气体、二氧化碳及氧气的含量；
湿度传感器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的空气湿度。
调控机制：
煤矿大数据模块内存储有煤矿行业标准的安全数据信息的范围区间、预警数据信息的范围区间和设备调控数据信息；设备调控数据信息在不同的范围区间内的调控数值不同；设备调控数据信息包括通风装置的通风功率、喷雾装置的喷雾量、报警器的启停、矿车的启停及运行速度和掘进机的启停及运行速度；
瓦斯浓度传感器检测的空气瓦斯浓度数据上传到终端管理模块，数据匹配模块将检测到的空气瓦斯浓度数据，与煤矿大数据模块中储存的瓦斯浓度安全数据信息的范围区间、瓦斯浓度预警数据信息的范围区间进行匹配，由数据处理模块计算，确定检测到的瓦斯浓度所处的区间范围，当检测到的瓦斯浓度处于安全数据信息的范围区间时，该瓦斯浓度对应的设备调控数据信息存储到临时存储模块中，控制模块读取临时存储模块中的设备调控数据信息，使用该信息控制该瓦斯浓度传感器位置的通风装置和喷雾装置的工作；
当瓦斯浓度传感器检测的空气瓦斯浓度落在其他的安全数据信息的范围区间时，对应该范围区间的设备调控数据信息发生变化，比较模块控制数据处理模块将新的设备调控数据信息存储到临时存储模块中，控制模块根据新的设备调控数据信息控制该瓦斯浓度传感器位置的通风装置的通风量增加或减小、喷雾装置的喷雾量的增加或减小；
当瓦斯浓度传感器检测的空气瓦斯浓度落在预警数据信息的范围区间时，数据传输方式同上，控制器模块控制所有的通风装置和喷雾装置按最大功率运转，同时控制矿车和掘进机停止工作，并控制所有报警器发出警报，提醒作业人员注意瓦斯浓度问题；
空气成分检测器工作机制与瓦斯浓度传感器的工作机制相同，当检测到该空气成分检测器位置的空气中有害气体的含量变化时，通过控制器模块控制通风装置和喷雾装置的工作功率，以降低有害气体含量；
湿度传感器工作机制与瓦斯浓度传感器的工作机制相同，当检测到该湿度传感器位置的空气湿度较低、空气干燥时，通过控制器模块控制喷雾装置提高喷雾量，以防空气过于干燥，出现粉尘爆炸的风险。
本发明中的系统，能够实现大数据下的煤矿井下综采面的瓦斯浓度智能联动调控；通过多个检测终端的设置，进行综采面的分节点设备功率调控，降低集中式通风、喷雾的整体能耗，节省能源；单点设备功率调控，调控反应速度更灵活迅速；单点预警时，整体响应，为综采面作业人员提供充足的反应时间，保障作业人员的生命安全。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (2)
1.一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统，其特征在于，包括云端服务器和与所述云端服务器通讯连接的检测终端；所述云端服务器包括终端管理模块、煤矿大数据模块、数据匹配模块、数据处理模块、比较模块、临时存储模块、控制模块和通讯模块；
所述检测终端设有多个，分别设置在煤矿井下检测采掘面、运煤通道及人工通道内；所述检测终端用于上传实时检测到的数据信息；
所述煤矿大数据模块用于存储所述调控系统的所有数据信息，包括：安全数据信息的范围区间、预警数据信息的范围区间和设备调控数据信息；
所述终端管理模块用于管理所述检测终端的位置及状态信息，接收所述检测终端上传的数据信息，并传输给所述数据匹配模块；
所述数据匹配模块用于将所述终端管理模块传输的数据信息与所述煤矿大数据模块中的数据信息进行匹配；
所述数据处理模块用于对所述数据匹配模块匹配的数据信息进行处理，并进行匹配度计算，将对应的设备调控数据信息存储到临时存储模块中；
所述临时存储模块用于存储设备调控数据信息，并删除上一条存储的设备调控数据信息；
所述比较模块用于控制所述数据处理模块向所述临时存储模块传输设备调控数据信息；仅所述数据处理模块中的数据信息对应的设备调控数据信息改变时，所述数据处理模块将新的设备调控数据信息存储到所述临时存储模块中；
所述控制模块电性连接有井下综采面的通风装置、喷雾装置、报警器、矿车控制器和掘进机控制器；
所述通讯模块用于所述检测终端与所述云端服务器的通讯交互。
2.如权利要求1所述的一种基于大数据的煤矿井下综采面瓦斯浓度调控系统，其特征在于，所述检测终端包括多个瓦斯浓度传感器、空气成分检测器和湿度传感器；
所述瓦斯浓度传感器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的瓦斯浓度；
所述空气成分检测器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的空气有害气体、二氧化碳及氧气的含量；
所述湿度传感器用于检测采掘面、运煤通道及人工通道的空气湿度。
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