[發明專利]一種實時監測煤礦瓦斯監測值異常的方法

有效

• 申請號: 201210052314.7
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102608286A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 肖成;邸鵬浩;殷大發
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 宋松

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯安全實時監測技術領域，尤其涉及一種實時監測煤礦瓦斯監測值異常的方法。

背景技術

煤礦安全監控系統是煤礦中廣泛使用的一種監控設備，主要用于監測煤礦井下的各種環境和設備狀態，當瓦斯超限時進行斷電控制，發現其他異常時進行報警或斷電控制。很多用于煤礦瓦斯的安全監測監控系統對于預防和降低煤礦安全生產事故起了很大的作用。但隨著煤礦數量的增多、產量的增加和不規范的操作，安全事故還是時有發生。傳統的安全監控系統是按照煤礦井下不同的區域來設定報警上下限的，并且按照一定的等級劃分報警級別。一般規定在低瓦斯和高瓦斯礦井的采煤工作面瓦斯的報警濃度為＞＝1.0％CH4、斷電濃度為＞＝1.5％CH4、復電濃度為＜1.0％CH4，對于煤(巖)瓦斯突出礦井的巷道、工作面和其它工作區域報警上下限的值另有規定，但這些規定是對所有礦井的統一規定。

目前煤礦安全監控系統對(CH4、CO、風速等)模擬信號異常的判斷方法主要是量值超過或低于一定值(也稱為超限報警)。這些方法都是基于單個傳感器以測量值的大小為判別依據，不同煤礦不同區域其瓦斯涌出規律不盡相同，但是卻使用同樣的報警規則，對于煤礦監控系統使用中的一些異常(如傳感器零點漂移或催化元件老化或探頭被異物堵塞等等)不能發現。

公開號為CN?101649751A中國專利公開一種煤礦安全監控系統的檢測方法，該專利公開的“監測數據正常表現模型”雖然能發現一些不按規定使用的異常，但該模型不能全面反映煤礦的實際情況，建模型比較復雜，其實用性需要進一步提高。加上礦井的生產系統、巷道布置、通風系統、采煤工藝、采煤工序、班次制度、煤層特點等等都有可能成為影響瓦斯涌出波動的因素，因此想針對每種影響因素來制定不同的預警規則幾乎不可能。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷和不足，本發明提出一種實用性強、準確性高，可靈活擴展的實時監測煤礦瓦斯監測值異常的方法。該方法根據煤礦的實際情況，對特定區域內的瓦斯歷史數據進行分析，得出這一區域內的瓦斯波動規律，并根據這一規律制定出符合本區域的自身報警預警方法。

本發明公開一種實時監測煤礦瓦斯監測值異常的方法，包括如下步驟：

S1：在一段時間內按照預定周期重復采集回風巷固定區域瓦斯濃度值，獲得歷史數據樣本；

S2：以數據樣本采集在所述預定周期內的相對時間為參考重新排列所述歷史數據樣本，獲得用于反映在一個預定周期內的瓦斯濃度的分布情況的重排樣本；

S3：將所述重排樣本按照時間劃分成對應于連續的時間段間隔的多個子重排樣本；

S4：針對每個子重排樣本按正態分布計算對應時間段間隔內的瓦斯濃度置信區間，利用計算得到所有時間段間隔的瓦斯濃度置信區間獲得所述預定周期內的瓦斯濃度置信區間分布，所述瓦斯濃度置信區間表示在對應時間段間隔內測量位置的正常的瓦斯濃度范圍；

S5：判斷所述回風巷固定區域瓦斯濃度的實時監測值是否在監測時間所屬的時間段間隔對應的瓦斯濃度置信區間內，若是，則判斷煤礦瓦斯監測值正常，若否，則判斷煤礦瓦斯監測值異常。

進一步地，步驟S1中按照預定周期采集相對當前最近2個月內的瓦斯濃度值，獲得歷史數據樣本。

進一步地，所述預定周期為24小時。

進一步地，所述步驟S2中重排樣本按照預定周期中相對時間的同一時刻的數據進行重新排列。

進一步地，所述步驟S3中多個子重排樣本以5分鐘作為時間段間隔劃分得到。

進一步地，所述步驟S4中瓦斯濃度置信區間分布區間值能夠根據置信水平P進行調整，其中，置信水平P為小于1的正數。

進一步地，所述步驟S4中計算瓦斯濃度置信區間的步驟包括：

S401：根據下述公式(1)計算瓦斯濃度置信區間所對應時間段間隔內數據樣本的數學期望

x‾=1nΣi=1nxi]]>(式1)