[發明專利]基于圖像和水質監測的井下水災報警方法

有效

• 申請號: 201610001296.8
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105649678B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 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;H04N7/18;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于圖像和水質監測的井下水災報警方法，本報警方法通過煤礦井下掘進工作面、采煤工作面或其它可能發生透水事故的作業面等地點放置攝像機，并在攝像機所監測巷道的排水渠下游位置或水倉水質采樣區域放置水質監測設備；當監測到攝像機視頻圖像中設定區域出現異常水流，且水流持續時間超過設定的時間閾值或水流增大速度超過設定閾值，同時水質變化異常則發出水災報警信號。本報警方法充分考慮了煤礦井下水災的特征特點，實施簡單，自動及時采取相應措施，可第一時間準確地對礦井突水進行報警，為未在突水發生現場的其它區域井下人員爭取寶貴的救災和逃生時間。

技術領域

本發明涉及一種基于圖像和水質監測的井下水災報警方法，該方法涉及圖像模式識別、傳感器、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，礦井水災時對礦井危害性較大的自然災害，以煤礦事故死亡的人數計算，水害事故占15.72％，僅次于瓦斯和頂板事故，位居第三，礦井發生水災事故后，其危害包括：

1、沖毀巷道，埋壓、淹沒和封堵人員。

2、伴隨突水，會有大量的煤泥和巖石淤積巷道，給人員逃生造成困難。

3、損壞設備。井下電器，電纜被水浸泡后，其絕緣能力迅速下降，給井下的運輸、通風、排水等造成困難，使未及時逃離人員的生還幾率降低。

4、涌出大量的有毒有害氣體，使未及時逃離人員的生存條件環境更加惡化。

綜上所述，礦井水災是煤礦嚴重的災害，在煤礦生產中對礦井水災的報警必須做到及時準確。目前水災預警以水文探測預防、井下探水、先兆現象觀測和為主，水文探測和井下探水可預防井下水災事故，但由于還可能存在水文情況復雜、設計不當、措施不力、管理不善和人的思想麻痹等原因，水文探測和井下探水并不能完全防止突水的發生，更不能對突發的井下突水進行報警；先兆現象觀測以人為經驗判斷為主，存在較大的主觀因素。目前對于現場突水事故，主要依靠現場人員的人工報警，但當突水發生在無人值守的時間或區域，或者現場人員匆忙逃離而未能主動報警，調度室就無法及時的獲得已發生突水的信息，無法及時地通知井下相關工作人員，以致不能對突水事故及時采取應急措施，易造成水害失控和人員傷亡。為有效減少水災引起的礦山財產損失和人員傷亡，需要新的井下水災報警方法，可第一時間準確地對井下突水進行報警，為未在發生現場的其它區域井下人員爭取寶貴的救災和逃生時間。

發明內容

本發明根據井下發生突水事故時，會有大量的水向外噴射而出，并持續不斷，不斷增大的特點提出了一種基于圖像和水質監測的井下水災報警方法。在煤礦井下掘進工作面、采煤工作面放置攝像機，在攝像機所監測巷道的排水渠下游位置或水倉的水質采樣區域放置水質監測設備；對視頻圖像數據和水質數據進行實時監測，當監測到攝像機視頻圖像中設定區域出現異常水流，且水流持續時間超過設定的時間閾值或水流增大速度超過設定閾值時，則判定為數據異常；且當發現水質數據發生超過設定的閾值的變化則發出水災報警信號。具體方法包括：

1.攝像機安裝位置靠近巷道頂部或高度大于2米，在攝像機旁安裝輔助光源，光投射方向與攝像機視頻采集方向一致；關閉攝像機的自動對焦和自動白平衡功能。

2.水質監測設備安裝在攝像機所在巷道的排水渠的下游位置或其下游的水倉水質采樣區域；水質監測設備安裝位置不在攝像機監控區域內；在滿足以上條件的情況下水質監測設備應盡量靠近攝像機。

3.水質監測設備采集的數據包括以下參數中的一種或多種水質參數數據：水的特定光譜、PH值、電導、水溫、濁度。