[發明專利]基于紅外圖像的礦井水倉監控報警系統

有效

• 申請號: 201810213734.6
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108457700B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 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;E21F16/00
• 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的礦井水倉監控報警系統，所述水倉監控報警系統通過紅外圖像采集設備采集水倉的紅外圖像數據，并對所采集的紅外圖像數據進行實時監測，獲得水倉儲水量數據，當系統通過紅外圖像數據監測到水倉進水量異常，發出礦井異常涌水報警和水災報警信號。所述報警水倉監控報警系統采用非接觸式紅外圖像監測設備，精度高、實施簡單、易維護，并可對礦井突水進行報警，為井下作業人員爭取寶貴的逃生和救災時間。

技術領域

本發明涉及一種基于紅外圖像的礦井水倉監控報警系統，該系統涉及紅外成像技術、數字圖像處理技術和自動控制技術等領域。

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、頂板等事故困擾著煤礦安全生產。礦井水災是煤礦重特大事故之一。水倉水位監測系統是礦井監控系統的重要組成部分。目前水倉水位監測設備主要包括浮漂式水位傳感器、壓力感應式水位傳感器、超聲波式水位傳感器等。浮漂式水位傳感器由于采用機械原理監測水位，使用壽命短，故障率高，不便維護；壓力感應式水位傳感器基于水壓應變原理，傳感器探頭置于水下，如敏感器件易受水侵蝕，故障率和誤報率較高；超聲波式水位傳感器采用超聲測距原理監測水位，受超聲波發射半徑限制，易受注水水流、水波等環境干擾，誤報率較高。因此需要一種新的故障率低、精度高、便于維護的具有水災報警功能的水倉監控報警系統，可及時發現礦井的異常涌水，為井下作業人員爭取寶貴的逃生和救災時間，有效減少水災引起的人員傷亡和礦山財產損失。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于紅外圖像的礦井水倉監控報警系統，在礦井水倉安裝至少1個紅外圖像采集設備，用于采集水倉的紅外圖像數據；紅外圖像采集設備指向水倉水面；系統通過監測識別紅外圖像數據獲得水倉儲水量；系統連接水倉排水控制系統設備，采集監測水倉排水量數據；當系統監測到水倉儲水量和水倉排水量數據符合設定條件，則發出礦井異常涌水報警或水災報警信號。

1.所述水倉監控報警系統進一步包括：在所述水倉安裝補光設備。

2.所述水倉監控報警系統進一步包括：系統對水倉儲水量的識別方法包括，通過識別紅外圖像中水倉水面面積獲得水倉儲水量。

3.所述水倉監控報警系統進一步包括：系統對水倉儲水量的識別方法包括，通過識別紅外圖像中水倉水面形狀獲得水倉儲水量。

4.所述水倉監控報警系統進一步包括：系統對水倉儲水量的識別方法包括，通過紅外圖像中固定標志與水倉水面位置的識別獲得水倉儲水量。

5.所述水倉監控報警系統進一步包括：系統使用前，先進行系統初始化，初始化過程為遍歷包括水倉排空和蓄滿的所有水位過程，在此過程中系統記錄水倉儲水量，同時記錄不同儲水量所對應的紅外圖像不同水面特征數據，水面特征數據包括水面面積、水面形狀、或水倉內固定標志與水倉水面位置關系；系統工作時，系統通過紅外圖像數據監測識別得到水面特征數據，將水面特征數據與初始化時所存儲水面特征數據進行比對，獲得水倉儲水量。

6.所述水倉監控報警系統進一步包括：礦井異常涌水報警及水災報警過程包括以下步驟，根據設定的間隔時間T采集水倉儲水量和排水量數據，監測水倉的進水量L變化，進水量L＝(C_i-C_i-1)+P，式中C_i為本次監測所采集的水倉儲水量數據，C_i-1為上一次監測所采集水倉儲水量數據，P為本次監測與上一次監測的間隔時間T內的排水總量，如單位時間進水量超過設定閾值N₁，則發出礦井異常涌水報警信號；如單位時間進水量超過設定閾值N₂，則發出礦井水災報警信號；其中N₂＞N₁。

7.所述水倉監控報警系統進一步包括：系統監測水倉儲水量數據，根據水倉儲水量數據控制排水設備工作。

8.所述水倉監控報警系統進一步包括：系統監測水倉儲水量數據，當水倉儲水量超過設定滿倉報警閾值，則發出滿倉報警信號。