CN111636923B - 一种煤矿井下防治水预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿井下防治水预警技术领域，尤其为一种煤矿井下防治水预警系统，包括监控终端、控制终端、总供电终端、节点检测端、地面检测端和地面蜂鸣报警器，所述控制终端包括节点供电控制端检测单元、节点供电端检测单元、温湿度检测传感器检测单元、水位检测传感器检测单元、图像传感器检测单元、水流量检测传感器检测单元、水压传感器检测单元、节点控制端检测单元、节点凤鸣报警器检测单元和主控数据分析单元，所述节点检测端包括节点供电控制端、节点供电端、温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器，本发明通过设计煤矿井下防治水预警系统实现了煤矿井下防治水预警的高效性、全面性和有效性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下防治水预警技术领域，具体为一种煤矿井下防治水预警系统。
背景技术
随着煤炭开采量的不断地增加，开采层位也愈来愈深，煤矿井下水文地质条件复杂，而且煤矿井下重大突水事故时有发生，给矿工生命和国家财产造成了巨大损失和不良的社会影响，地下水已成为威胁煤矿安全生产的重要因素，近年来矿井突水一直是影响煤矿安全生产的主要灾害之一，为加强矿井水害预测预报，提高矿井防治水害的技术能力，对煤矿地下水位的实时监测和有效管理显得尤为重要，在传统的监测方法中，对于矿井上下的水文观测孔采用人工测量记录的方法掌握水位(水压)的变化情况；对于管道流量、明渠流量的测量也是采用人工携带仪器进行测量的方法进行监测，传统的监测方法对于所需要的监测数据不能进行实时的监测，而且不能实现动态监测与报警功能，以及现有的检测装置，不能够根据矿井的深度设置节点对矿井不同的位置进行实时监控，矿井口的降水量往往也影响矿井内部的水为，从而矿井处缺少地表降雨量的检测装置，不能够起到预警的作用。
综上所述，本发明通过设计一种煤矿井下防治水预警系统来解决存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿井下防治水预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤矿井下防治水预警系统，包括监控终端、控制终端、总供电终端、节点检测端、地面检测端和地面蜂鸣报警器，所述控制终端包括节点供电控制端检测单元、节点供电端检测单元、温湿度检测传感器检测单元、水位检测传感器检测单元、图像传感器检测单元、水流量检测传感器检测单元、水压传感器检测单元、节点控制端检测单元、节点凤鸣报警器检测单元和主控数据分析单元，所述节点检测端包括节点供电控制端、节点供电端、温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器、水流量检测传感器、水压传感器、节点控制端和节点凤鸣报警器。
优选的，所述监控终端、控制终端、地面检测端和地面蜂鸣报警器分别支持无线连接和有线连接并且通过局域网和数据连接线相互进行电性连接。
优选的，所述温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器、水流量检测传感器、水压传感器和节点凤鸣报警器分别支持无线连接和有线连接并且通过局域网和数据连接线电性连接节点控制端。
优选的，所述节点供电控制端通过导线电性连接在节点供电端上，所述节点供电端分别通过导线电性连接在温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器、水流量检测传感器、水压传感器、节点控制端和节点凤鸣报警器上。
优选的，所述节点供电端设置若干组并且通过导线并联在总供电终端上，所述地面检测端采用型号为RS-100光学雨量传感器雨量计，所述节点供电端采用可充电锂电池制造而成。
优选的，所述温湿度检测传感器的型号为RS-WS-2，所述水位检测传感器的型号为MIK-P260，所述图像传感器的型号为V2D631P-2MXSXB0图像传感器，所述水流量检测传感器的型号为LDG智能流量表液体分体式一体式DN50，所述水压传感器的型号为CYYZ11。
优选的，其具体步骤如下：
S1,根据煤矿井的深度每10米设置一个节点检测端，其次设置每组节点检测端中温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器、水流量检测传感器、水压传感器的预定值，节点检测端中温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器、水流量检测传感器、水压传感器分别检测矿井内部的温湿度、水位、图形、水流量、水压是否超过预定值，当超过预定值时，相应的传感器将分别将检测的数据传送至节点控制端中，节点控制端接收到数据后控制节点凤鸣报警器发出警报并且将数据传送至控制终端中，控制终端中主控数据分析单元接收数据并且进行分析，分析后控制地面蜂鸣报警器发出警报并且将数据传送至监控终端中；
S2,控制终端中节点供电控制端检测单元、节点供电端检测单元、温湿度检测传感器检测单元、水位检测传感器检测单元、图像传感器检测单元、水流量检测传感器检测单元、水压传感器检测单元、节点控制端检测单元和节点凤鸣报警器检测单元分别检测对应的节点供电控制端、节点供电端、温湿度检测传感器、水位检测传感器、图像传感器、水流量检测传感器、水压传感器、节点控制端和节点凤鸣报警器，若有一个检测设备处于非正常工作状态下，相应的检测单元检测到检测设备的状态后转送至控制终端中的主控数据分析单元进行分析，分析后控制地面蜂鸣报警器发出警报并且将数据传送至监控终端中提醒工作人员维修设备；
S3,地面检测端检测煤矿井处的降雨量或者水流量，并且将检测的结果转送至控制终端中主控数据分析单元进行分析，根据分析后的结果控制地面蜂鸣报警器，当检测的煤矿井处的降雨量或者水流量超过预定值，控制地面蜂鸣报警器发出警报，否则控制地面蜂鸣报警器发出警报，同时将数据传送至监控终端中进行记录。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过此过程，通过在矿井的深度设置节点进行实时监控并且在每个监控点设置独立的存储电源，从而防止在总供电电路断路或者损坏的情况下，保证节点监控的正常运行，同时能够对矿井内部的温湿度、水位、图形、水流量、水压数据进行实时监控，从而保证了检测的全面性，提高煤矿井下防治水预警的高效性，解决了传统的监测方法对于所需要的监测数据不能进行实时的监测，而且不能实现动态监测与报警功能的问题
2、本发明中，通过根据传感器设置的检测单元，从而起到反检测的作用，检测相应的传感器的工作状态，对设备的状态进行实时监控，从而能够对损坏的设备进行及时的维修，从而保证煤矿井下防治水预警的有效性，解决了现有的检测装置，不能够根据矿井的深度设置节点对矿井不同的位置进行实时监控的问题
3、本发明中，通过以及通过在矿井处设置降水量检测，能够实现地表与矿内相结合，从而实现了双重检测的作用，提高煤矿井下防治水预警的全面性，解决了矿井口的降水量往往也影响矿井内部的水为，从而矿井处缺少地表降雨量的检测装置，不能够起到预警的问题。
附图说明
图1为本发明整体硬件结构示意图；
图2为本发明节点检测端硬件结构示意图；
图3为本发明整体系统结构示意图。
图中：1-监控终端、2-控制终端、3-总供电终端、4-节点检测端、5-地面检测端、6-地面蜂鸣报警器、7-节点供电控制端检测单元、8-节点供电端检测单元、9-温湿度检测传感器检测单元、10-水位检测传感器检测单元、11-图像传感器检测单元、12-水流量检测传感器检测单元、13-水压传感器检测单元、14-节点控制端检测单元、15-节点凤鸣报警器检测单元、16-主控数据分析单元、17-节点供电控制端、18-节点供电端、19-温湿度检测传感器、20-水位检测传感器、21-图像传感器、22-水流量检测传感器、23-水压传感器、24-节点控制端、25-节点凤鸣报警器。
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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种煤矿井下防治水预警系统，包括监控终端1、控制终端2、总供电终端3、节点检测端4、地面检测端5和地面蜂鸣报警器6，控制终端2包括节点供电控制端检测单元7、节点供电端检测单元8、温湿度检测传感器检测单元9、水位检测传感器检测单元10、图像传感器检测单元11、水流量检测传感器检测单元12、水压传感器检测单元13、节点控制端检测单元14、节点凤鸣报警器检测单元15和主控数据分析单元16，节点检测端4包括节点供电控制端17、节点供电端18、温湿度检测传感器19、水位检测传感器20、图像传感器21、水流量检测传感器22、水压传感器23、节点控制端24和节点凤鸣报警器25。
本发明工作流程：
步骤1,根据煤矿井的深度每10米设置一个节点检测端4，并监控终端1、控制终端2、地面检测端5和地面蜂鸣报警器6分别支持无线连接和有线连接并且通过局域网和数据连接线相互进行电性连接；温湿度检测传感器19、水位检测传感器20、图像传感器21、水流量检测传感器22、水压传感器23和节点凤鸣报警器25分别支持无线连接和有线连接并且通过局域网和数据连接线电性连接节点控制端24；节点供电控制端17通过导线电性连接在节点供电端18上，节点供电端18分别通过导线电性连接在温湿度检测传感器19、水位检测传感器20、图像传感器21、水流量检测传感器22、水压传感器23、节点控制端24和节点凤鸣报警器25上；节点供电端18设置若干组并且通过导线并联在总供电终端3上进行相关联，起作用在于，能够独立供电以备总供电终端3出现故障，起到应急的作用，其次设置每组节点检测端4中温湿度检测传感器19、水位检测传感器20、图像传感器21、水流量检测传感器22、水压传感器23的预定值，当节点检测端4中温湿度检测传感器19、水位检测传感器20、图像传感器21、水流量检测传感器22、水压传感器23分别检测矿井内部的温湿度、水位、图形、水流量、水压是否超过预定值时，当超过预定值时，相应的传感器将分别将检测的数据传送至节点控制端24中，节点控制端24接收到数据后控制节点凤鸣报警器25发出警报并且将数据传送至控制终端2中，控制终端2中主控数据分析单元16接收数据并且进行分析，分析后控制地面蜂鸣报警器6发出警报并且将数据传送至监控终端1中；
步骤2,控制终端2中节点供电控制端检测单元7、节点供电端检测单元8、温湿度检测传感器检测单元9、水位检测传感器检测单元10、图像传感器检测单元11、水流量检测传感器检测单元12、水压传感器检测单元13、节点控制端检测单元14和节点凤鸣报警器检测单元15分别检测对应的节点供电控制端17、节点供电端18、温湿度检测传感器19、水位检测传感器20、图像传感器21、水流量检测传感器22、水压传感器23、节点控制端24和节点凤鸣报警器25，若有一个检测设备处于非正常工作状态下，相应的检测单元检测到检测设备的状态转送至控制终端2中主控数据分析单元16进行分析，分析后控制地面蜂鸣报警器6发出警报并且将数据传送至监控终端1中提醒工作人员维修设备；
步骤3,地面检测端5检测煤矿井处的降雨量或者水流量，并且将检测的结果转送至控制终端2中主控数据分析单元16进行分析，根据分析后的结果控制地面蜂鸣报警器6，当检测的煤矿井处的降雨量或者水流量超过预定值，控制地面蜂鸣报警器6发出警报，否则控制地面蜂鸣报警器6发出警报，同时将数据传送至监控终端1中进行记录。
此过程，通过矿井的深度设置节点进行实时监控并且在每个监控点设置独立的存储电源，从而防止在总供电电路断路或者损坏的情况下，保证节点监控的正常运行，同时能够对矿井内部的温湿度、水位、图形、水流量、水压数据进行实时监控，从而保证了检测的全面性，提高煤矿井下防治水预警的高效性，并且根据传感器设置的检测单元，从而起到反检测的作用，检测相应的传感器的工作状态，对设备的状态进行实时监控，从而能够对损坏的设备进行及时的维修，从而保证煤矿井下防治水预警的有效性，以及通过在矿井处设置降水量检测，能够实现地表与矿内相结合，从而实现了双重检测的作用，提高煤矿井下防治水预警的全面性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种煤矿井下防治水预警系统，包括监控终端(1)、控制终端(2)、总供电终端(3)、节点检测端(4)、地面检测端(5)和地面蜂鸣报警器(6)，其特征在于：所述控制终端(2)包括节点供电控制端检测单元(7)、节点供电端检测单元(8)、温湿度检测传感器检测单元(9)、水位检测传感器检测单元(10)、图像传感器检测单元(11)、水流量检测传感器检测单元(12)、水压传感器检测单元(13)、节点控制端检测单元(14)、节点凤鸣报警器检测单元(15)和主控数据分析单元(16)，所述节点检测端(4)包括节点供电控制端(17)、节点供电端(18)、温湿度检测传感器(19)、水位检测传感器(20)、图像传感器(21)、水流量检测传感器(22)、水压传感器(23)、节点控制端(24)和节点凤鸣报警器(25)；
其具体步骤如下：
S1,根据煤矿井的深度每10米设置一个节点检测端(4)，其次设置每组节点检测端(4)中温湿度检测传感器(19)、水位检测传感器(20)、图像传感器(21)、水流量检测传感器(22)、水压传感器(23)的预定值，节点检测端(4)中温湿度检测传感器(19)、水位检测传感器(20)、图像传感器(21)、水流量检测传感器(22)、水压传感器(23)分别检测矿井内部的温湿度、水位、图形、水流量、水压是否超过预定值，当超过预定值时，相应的传感器将分别将检测的数据传送至节点控制端(24)中，节点控制端(24)接收到数据后控制节点凤鸣报警器(25)发出警报并且将数据传送至控制终端(2)中，控制终端(2)中主控数据分析单元(16)接收数据并且进行分析，分析后控制地面蜂鸣报警器(6)发出警报并且将数据传送至监控终端(1)中；
S2,控制终端(2)中节点供电控制端检测单元(7)、节点供电端检测单元(8)、温湿度检测传感器检测单元(9)、水位检测传感器检测单元(10)、图像传感器检测单元(11)、水流量检测传感器检测单元(12)、水压传感器检测单元(13)、节点控制端检测单元(14)和节点凤鸣报警器检测单元(15)分别检测对应的节点供电控制端(17)、节点供电端(18)、温湿度检测传感器(19)、水位检测传感器(20)、图像传感器(21)、水流量检测传感器(22)、水压传感器(23)、节点控制端(24)和节点凤鸣报警器(25)，若有一个检测设备处于非正常工作状态下，相应的检测单元检测到检测设备的状态转送至控制终端(2)中主控数据分析单元(16)进行分析，分析后控制地面蜂鸣报警器(6)发出警报并且将数据传送至监控终端(1)中提醒工作人员维修设备；
S3,地面检测端(5)检测煤矿井处的降雨量或者水流量，并且将检测的结果转送至控制终端(2)中主控数据分析单元(16)进行分析，根据分析后的结果控制地面蜂鸣报警器(6)，当检测的煤矿井处的降雨量或者水流量超过预定值，控制地面蜂鸣报警器(6)发出警报，同时将数据传送至监控终端(1)中进行记录。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下防治水预警系统，其特征在于：所述监控终端(1)、控制终端(2)、地面检测端(5)和地面蜂鸣报警器(6)分别支持无线连接和有线连接并且通过局域网和数据连接线相互进行电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下防治水预警系统，其特征在于：所述温湿度检测传感器(19)、水位检测传感器(20)、图像传感器(21)、水流量检测传感器(22)、水压传感器(23)和节点凤鸣报警器(25)分别支持无线连接和有线连接并且通过局域网和数据连接线电性连接节点控制端(24)。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下防治水预警系统，其特征在于：所述节点供电控制端(17)通过导线电性连接在节点供电端(18)上，所述节点供电端(18)分别通过导线电性连接在温湿度检测传感器(19)、水位检测传感器(20)、图像传感器(21)、水流量检测传感器(22)、水压传感器(23)、节点控制端(24)和节点凤鸣报警器(25)上。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下防治水预警系统，其特征在于：所述节点供电端(18)设置若干组并且通过导线并联在总供电终端(3)上，所述地面检测端(5)采用型号为RS-100光学雨量传感器雨量计，所述节点供电端(18)采用可充电锂电池制造而成。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下防治水预警系统，其特征在于：所述温湿度检测传感器(19)的型号为RS-WS-2，所述水位检测传感器(20)的型号为MIK-P260，所述图像传感器(21)的型号为V2D631P-2MXSXB0图像传感器，所述水流量检测传感器(22)的型号为LDG智能流量表液体分体式一体式DN50，所述水压传感器(23)的型号为CYYZ11。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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