[發(fā)明專利]煤礦井下重大危險源物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測預警方法

有效

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• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103528613A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 方新秋;劉曉寧;梁敏富;樊海亮;劉宗柱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01D21/02;H04L29/06;E21B47/12;E21B47/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發(fā)明屬于一種煤礦井下動態(tài)監(jiān)測預警方法，具體是煤礦井下重大危險源物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測預警。

背景技術

煤礦井下重大危險源情況復雜，礦壓、瓦斯、煤塵、火、水等因素都對我國煤礦安全生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴重影響。雖然近年來煤礦井下監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展很快，但仍然存在較多問題，如對重大危險源分類不清晰、檢測覆蓋范圍過窄、學科融合度和集成度低、傳感器件易受惡劣環(huán)境干擾、監(jiān)測數(shù)據(jù)精確度不夠、數(shù)據(jù)分析深度不足、數(shù)據(jù)處理平臺接口不兼容、實時動態(tài)在線功能較差等，目前為止沒有形成較為完善的技術及管理體系，這就要求建立一個合理、完善、先進的煤礦井下重大危險源監(jiān)測預警系統(tǒng)，滿足對煤礦安全信息的處理及分析要求。

光纖光柵傳感技術是隨著光纖光柵制作技術的迅速發(fā)展而崛起的一種嶄新的傳感技術。相比較傳統(tǒng)的傳感器，光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、抗腐蝕、電絕緣、高靈敏度等優(yōu)點，并且容易實現(xiàn)網(wǎng)絡化、實時化、系統(tǒng)化監(jiān)測，為煤礦井下重大危險源監(jiān)測預警提供了技術基礎。

發(fā)明內(nèi)容

技術問題：為了克服現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種煤礦井下重大危險源物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng)，解決目前煤礦井下還沒有形成較為完善的技術及管理體系的問題。

技術方案：本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn)：

煤礦井下重大危險源物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測預警系統(tǒng),包括井下傳感平臺、井下預警控制平臺、井上下網(wǎng)絡平臺、井上監(jiān)測管理平臺；

井下傳感平臺是監(jiān)測數(shù)據(jù)采集單元，采用光纖光柵傳感器，所述的光纖光柵傳感器包括：光纖光柵應力傳感器、光纖光柵應變傳感器、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵氣體傳感器、光纖光柵化學傳感器、光纖光柵流量傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵電磁傳感器、光纖光柵加速度傳感器和光纖陀螺儀，分別構(gòu)成礦山壓力監(jiān)測裝置、井下氣體成分及濃度監(jiān)測裝置、煤巖體表層及氣體溫度監(jiān)測裝置和液體流速及液位測量裝置的監(jiān)測裝置；將各監(jiān)測裝置采集到的原始監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送入井上下網(wǎng)絡平臺，再通過井上下網(wǎng)絡平臺傳送至井上監(jiān)測管理平臺；

井下預警控制平臺是井下設備控制單元，井上監(jiān)測管理平臺發(fā)出指令數(shù)據(jù)到井下預警控制平臺，井下預警控制平臺根據(jù)井上監(jiān)測管理平臺指令，控制井下聯(lián)動設備及裝置的開關閉合；其可控制的井下聯(lián)動設備及裝置包括采煤機、液壓支架、風機、水泵、刮板輸送機、膠帶輸送機、局部通風機、惰性氣體噴射裝置、設備斷電防爆裝置和聲光報警裝置；

井上下網(wǎng)絡平臺是數(shù)據(jù)傳輸單元，包括井上下光纖網(wǎng)絡、光纖光柵解調(diào)裝置和監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，合法有效地傳遞數(shù)據(jù)；接收井下傳感平臺發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳送至監(jiān)測數(shù)據(jù)庫進行存儲，同時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫將信息傳送至井上監(jiān)測管理平臺；接收井上監(jiān)測管理平臺發(fā)送的指令數(shù)據(jù)，并傳送至井下控制平臺；

井上監(jiān)測管理平臺是智能化數(shù)據(jù)分析處理單元，包括數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)分析服務器、人機交互接口、第三方應用接口和二次開發(fā)接口，接收井上下網(wǎng)絡平臺傳送的數(shù)據(jù)，提供應用對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，并將數(shù)據(jù)及結(jié)果提供給本系統(tǒng)客戶端用戶、本系統(tǒng)其他平臺、本系統(tǒng)本平臺其他應用、外部系統(tǒng)的其他平臺使用。

有益效果：由于采用了上述方案，包括井下傳感平臺、井下預警控制平臺、井上下網(wǎng)絡平臺、井上監(jiān)測管理平臺，井下傳感平臺采用光纖光柵傳感器構(gòu)成監(jiān)測裝置采集重大危險源信息，通過井上下網(wǎng)絡平臺安全有效地傳送數(shù)據(jù)，井上監(jiān)測管理平臺接收數(shù)據(jù)后提供應用對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理并將數(shù)據(jù)及結(jié)果提供給各方使用，井下預警控制平臺根據(jù)接收到的指令數(shù)據(jù)控制井下聯(lián)動設備及裝置。本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建，采用光纖光柵傳感技術，實現(xiàn)了煤礦井下重大危險源的動態(tài)監(jiān)測及預警；監(jiān)測結(jié)果更加準確，抗干擾能力強，現(xiàn)場安全，信號傳輸距離與傳輸速度都大為提高；為重大危險源的跨學科跨領域分析提供了平臺和基礎，能滿足不同方面對重大危險源的動態(tài)管理要求。解決了目前煤礦井下還沒有形成較為完善的技術及管理體系的問題。

優(yōu)點：

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的概念及理論構(gòu)建了感知層、網(wǎng)絡層、應用層，實現(xiàn)了煤礦井下重大危險源的動態(tài)監(jiān)測及預警，符合科技發(fā)展的先進方向。

2、采用光纖光柵傳感技術，可使監(jiān)測結(jié)果更加準確，且不受礦井水、瓦斯及電磁輻射的影響，抗干擾能力強，無源工作，井下不需供電也不存在電信號和電子器件，保證現(xiàn)場安全。采用光纖作為網(wǎng)絡，使得信號傳輸距離與傳輸速度都大為提高。