[發明專利]基于紅外圖像監測設備的礦井爆炸監控系統

有效

• 申請號: 201810154666.0
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108071423B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 孫繼平
• 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;E21F5/00
• 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紅外圖像監測設備的礦井爆炸監控系統，所述礦井爆炸監控系統通過在井下安裝紅外攝像機和環境監測設備，采集礦井下現場紅外視頻圖像和環境數據，通過監測視頻圖像中異常高亮區域面積、環境數據變化等特征識別，并結合設備工作狀態判別進行爆炸報警，同時抑爆滅火。所述爆炸監控系統充分考慮了礦井爆炸的特征特點，實施簡單，可快速準確地對煤礦井下爆炸進行自動報警和抑爆滅火，為井下遇險人員爭取寶貴的救援和逃生時間。

技術領域

本發明涉及一種基于紅外圖像監測設備的礦井爆炸監控系統，該系統涉及數字圖像處理技術、傳感器技術和通信技術等領域。

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，我國煤礦重特大事故中瓦斯事故死亡人數占總死亡人數的66.5％。瓦斯爆炸和煤塵爆炸等事故，由于創傷和燒傷造成人員死亡人數不足20％，一氧化碳中毒窒息死亡人數達80％多。因此，能夠第一時間對井下爆炸災害進行報警，是及時進行應急救援，挽救井下遇險人員生命的重要保障。目前，礦井安全監測監控系統主要監測瓦斯濃度、風速、風向等，無爆炸災害自動報警功能；礦井爆炸事故靠人工發現，發現和處置不及時，耽誤了寶貴的逃生和救援時間，造成大量人員傷亡。因此，急需礦井爆炸自動報警系統，快速、準確自動發現爆炸事故并報警，為及時進行災害處置和應急救援提供技術保障。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于紅外圖像監測設備的礦井爆炸監控系統，系統主要包括存儲服務器、監控終端、礦用以太網、至少一個紅外攝像機、至少一個爆炸監測報警設備、至少一個環境數據監測設備、至少一個抑爆滅火設備、至少一個聲光報警設備；其中紅外攝像機、爆炸監測報警設備、抑爆滅火設備、聲光報警設備、環境數據監測設備安裝在井下，存儲服務器和監控終端安裝在井上；存儲服務器負責紅外視頻圖像數據、環境數據及爆炸報警數據的存儲轉發；爆炸監測報警設備組成主要包括：主機、視頻采集模塊、通信接口模塊、網絡通信模塊；爆炸監測報警設備負責監測紅外視頻圖像數據、環境數據、紅外攝像機和環境數據監測設備工作狀態，當監測到紅外視頻圖像中高溫區域面積、高溫區域面積增長速度、高溫區域最高溫度、高溫區域溫度分布特征、高溫區域最高溫度變化速度、環境數據變化異常、紅外攝像機工作異常、環境數據監測設備工作異常符合設定條件，則發出爆炸報警信號，同時聲光報警和控制抑爆滅火設備進行抑爆滅火，爆炸報警信號通過礦用以太網傳輸至井上存儲服務器和監控終端；監控終端負責輸出報警信息，通過訪問存儲服務器獲得實時和歷史的紅外視頻圖像、環境數據。

爆炸監測報警設備監測過程包括：

a.當監測到紅外視頻圖像中超過設定溫度閾值C₁的連通像素點的數目M₁超過設定閾值M_A，則進入一級預警狀態發出一級預警信號，同時執行步驟i；

b.當監測到紅外視頻圖像中超過設定溫度閾值C₂的連通像素點的數目M₂超過設定閾值M_B，則進入一級預警狀態發出一級預警信號，同時執行步驟i；其中C₂滿足C₂＞C₁，M_B滿足M_B＜M_A；

c.當監測到紅外攝像機工作異常，則進入紅外攝像機故障報警狀態并發出紅外攝像機故障報警信號，同時執行步驟h；

d.當監測到紅外視頻圖像中超過設定溫度閾值C₁的連通像素點的數目M₁超過設定閾值M_C，則記錄當前最高溫度C_M，記錄M₁當前值為M_T，并進入二級預警狀態并發出二級預警信號，執行步驟f和步驟g；其中M_C滿足M_C＜M_A；