[實用新型]基于圖像的采煤工作面煤與瓦斯突出報警系統

有效

• 申請號: 201420827250.8
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204532433U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 孫繼平;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于圖像的采煤工作面煤與瓦斯突出報警系統，該系統涉及圖像處理和通信等領域。

背景技術

煤炭是我國主要能源，約占一次能源70％。煤炭行業是高危行業，瓦斯、水災、火災、頂板、煤塵等事故困擾著煤礦安全生產。我國煤礦發生重特大事故中，多數為重特大瓦斯事故，瓦斯事故所造成的傷亡人數也是所有煤礦事故中所占比例最大的。因此，瓦斯事故防治十分重要。

瓦斯事故包括瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出、瓦斯窒息、瓦斯燃燒等事故。為避免或減少煤與瓦斯突出事故發生，人們提出了多種煤或巖與瓦斯突出防治方法，在煤礦安全生產工作中發揮著重要作用。但現有煤與瓦斯突出實時監測與預報方法(包括微震、聲發射、電磁輻射、紅外輻射等)誤報率和漏報率還較高，難以滿足煤礦安全生產的需要。

煤礦井下的采煤工作面易發生煤與瓦斯突出，如能在第一時間快速準確地判定該區域的煤與瓦斯突出，可有效避免煤與瓦斯突出引發瓦斯爆炸等事故，避免或減少由于瓦斯窒息和瓦斯爆炸造成人員傷亡。

發明內容

當采煤工作面發生煤與瓦斯突出情況時，會有大量的煤巖高速向外涌出，并大量堆積在工作面大部分區域內，甚至通過進風巷和回風巷向外涌出，同時甲烷濃度迅速增高；本實用新型根據這一特點提出了一種基于圖像的采煤工作面煤與瓦斯突出報警系統，主要原理在于，通過對攝像機采發現監控區域內異常的大量煤巖的運動與堆積，實現煤與瓦斯突出報警。所述報警系統主要包括：、存儲服務器、監控主機、監控備用機、網絡交換機、井下交換機、分站、攝像機、甲烷傳感器等；具體方法如下：

1.煤礦井下，在采煤工作面的液壓支架或采煤機上、采煤工作面進風巷中、采煤工作面回風巷中放置具有移動偵測報警功能的攝像機；在采煤工作面、采煤工作面進風巷中、采煤工作面回風巷中安裝甲烷傳感器；攝像機用于偵測特定區域異常的物體運動，可自動發出移動報警信號；同一采煤工作面的所有攝像機與所有甲烷傳感器報警聯動，當該采煤工作面至少有一個攝像機和一個甲烷傳感器同時有報警信號時，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號，切斷煤礦井下全部非本質安全電氣設備電源。

2.該系統進一步包括：攝像機安裝位置靠近巷道頂部或高度大于2米。

3.該系統進一步包括：安裝在采煤工作面液壓支架上或采煤機上的攝像機的偵測范圍為采?煤機和刮板未遮擋區域。

4.該系統進一步包括：安裝在采煤工作面進風巷和回風巷的攝像機的偵測范圍為靠近工作面的區域。

5.該系統進一步包括：使用具有多區域同時移動偵測功能的攝像機，可對原位置固定的多個物體所在的多個區域進行偵測，偵測到多件物體同時移動時發出移動報警信號。

附圖說明

圖1采煤工作面攝像機安裝位置示意圖。

圖2基于圖像的采煤工作面煤與瓦斯突出報警系統示意圖。

圖3視頻管理與煤與瓦斯突出報警的工作流程示意圖。

圖4攝像機與甲烷傳感器聯動邏輯連接示意圖。

具體實施方式

攝像機放置位置如圖1所示，具體包括：

1.采煤工作面靠近邊緣的液壓支架上(101)。

2.采煤工作面回風巷中(102)。

3.采煤工作面進風巷中(103)。

4.采煤工作面上隅角甲烷傳感器(104)

5.采煤工作面甲烷傳感器(105)

6.采煤工作面進風巷甲烷傳感器(106)

7.采煤工作面回風巷甲烷傳感器(107)

如圖2所示，基于圖像的采煤工作面煤與瓦斯突出報警系統主要包括：

1.存儲服務器(201)；負責對攝像機信號、移動報警信號、甲烷傳感器數據與設備工作情況信號進行采集、存儲，并為用戶提供查詢調取服務。

2.監控主機(202)；具有聲光報警功能，生產管理人員通過監控主機查看現場視頻圖像、移動報警情況、甲烷傳感器數據與設備工作情況，可手動發出煤與瓦斯突出報警信號和斷電閉鎖信號，切斷煤礦井下全部非本質安全電氣設備電源，下發調度指令通知撤出煤礦井下作業人員。并可從存儲服務器調取歷史監控數據。

3.監控備用機(203)；當監控主機發生故障，通過監控備用機進行工作。

4.網絡交換機(204)；負責所有接入礦用以太網的設備的管理和數據交換。

5.井下交換機(205)；負責分站的接入和數據交換，具有隔爆外殼，符合煤礦井下防爆要求。

6.分站(206)；負責設備的接入和數據交換，具有隔爆外殼，符合煤礦井下防爆要求。