[實用新型]基于圖像的煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204532434U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 孫繼平;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)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煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(yè)是高危行業(yè)，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(fā)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(fā)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(fā)揮著重要作用。但現有煤與瓦斯突出實時監(jiān)測與預報方法(包括微震、聲發(fā)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。

煤礦井下的掘進工作面易發(fā)生煤與瓦斯突出，如能在第一時間快速準確地判定該區(qū)域的煤與瓦斯突出，可有效避免煤與瓦斯突出引發(fā)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(fā)明內容

本實用新型充分利用煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出的圖像和環(huán)境特征，可較為準確地判定掘進工作面的煤與瓦斯突出，具有實施簡單、靈敏度高等特點，可第一時間獲得煤與瓦斯突出報警。

當煤礦掘進工作面發(fā)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(qū)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煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統(tǒng)，主要原理在于，通過對攝像機采發(fā)現監(jiān)控區(qū)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(tǒng)主要包括：存儲服務器、監(jiān)控主機、監(jiān)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；具體內容包括：

1.煤礦井下，在掘進工作面的掘進巷道中或掘進機上、掘進巷道岔口一側或兩側放置具有移動偵測報警功能的攝像機；在掘進工作面、掘進巷道回風流中安裝甲烷傳感器；攝像機用于偵測特定區(qū)域異常的物體運動，可自動發(fā)出移動報警信號；同一掘進工作面的所有攝像機與所有甲烷傳感器報警聯動，當該掘進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(fā)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(tǒng)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(tǒng)進一步包括：安裝在掘進巷道中或掘進機上的攝像機的偵測范圍為采煤機和刮板未遮擋區(qū)域。

4.該系統(tǒng)進一步包括：安裝在掘進巷道岔口兩側的攝像機的的偵測范圍為靠近工作面的區(qū)域。

5.該系統(tǒng)進一步包括：使用具有多區(qū)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(qū)域進行偵測，偵測到多件物體同時移動時發(fā)出移動報警信號。

附圖說明

圖1掘進工作面攝像機及甲烷傳感器安裝位置示意圖。

圖2基于圖像的煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統(tǒng)示意圖。

圖3攝像機與甲烷傳感器聯動邏輯連接圖。

圖4視頻管理與煤與瓦斯突出報警的工作流程示意圖。

具體實施方式

攝像機放置位置如圖1所示，具體包括：

1.掘進巷道中(101)。

2.掘進巷道岔口出風的一側的巷道中(102)。

3.掘進巷道岔口進風的一側的巷道中(103)。

4.掘進工作面甲烷傳感器(104)。

5.掘進巷道回風流甲烷傳感器(105)。

如圖2所示，基于圖像的煤礦掘進工作面煤與瓦斯突出報警系統(tǒng)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(jiān)控主機(202)；具有聲光報警功能，生產管理人員通過監(jiān)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(fā)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(fā)調度指令通知撤出煤礦井下作業(yè)人員。并可從存儲服務器調取歷史監(jiān)控數據。

3.監(jiān)控備用機(203)；當監(jiān)控主機發(fā)生故障，通過監(jiān)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。