[發明專利]一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警系統及方法

在審

• 申請號: 201811633864.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109441547A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 舒龍勇;霍中剛;張浪;朱南南;安賽;樊少武;鄧志剛;孔令海;劉香蘭
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張凱

1.一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警系統，其特征在于，

包括地面中心站、控制主機、網絡交換機、監測分站、拾振器、風速傳感器、甲烷濃度傳感器和聲光報警器；所述地面中心站和控制主機通過網線連接，所述地面中心站和網絡交換機通過光纖連接，所述網絡交換機和監測分站通過光纖連接，所述監測分站通過電纜與拾振器、風速傳感器、甲烷濃度傳感器和聲光報警器分別連接；

所述拾振器、風速傳感器和甲烷濃度傳感器設置在巷道內，將監測信息傳輸至監測分站；所述監測分站通過網絡交換機將監測數據傳輸至地面中心站；所述地面中心站包括數據分析模塊、預警模塊和存儲模塊；所述控制主機控制地面中心站工作；所述網絡交換機將預警模塊發出的預警信息傳輸至監測分站；

所述監測分站包括模數轉換模塊、數據降噪模塊和數據篩選模塊，監測分站篩選拾振器、風速傳感器和甲烷濃度傳感器的監測數據。

2.根據權利要求1所述的一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警系統，其特征在于，所述地面中心站設置有GPS時鐘，GPS時鐘調整各監測分站的監測數據的時間一致；所述地面中心站通過網絡和遠端大數據分析服務平臺連接，所述遠端大數據分析服務平臺與多個礦井的地面中心站通過網絡連接，遠端大數據分析服務平臺通過機器學習算法提取監測數據的特征信息，所述地面中心站根據遠端大數據分析服務平臺的分析結果調整預警指標的臨界值。

3.根據權利要求1所述的一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警系統，其特征在于，所述監測分站使用主控MCU芯片、信號調理器和A/D轉換器，所述監測分站將預警信號傳輸至聲光報警器，所述聲光報警器包括報警指示燈和揚聲器。

4.一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警方法，其特征在于，利用權利要求1至3任一項所述的一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警系統，步驟包括：

步驟一.布置地面中心站、控制主機和網絡交換機，根據礦井地質條件和采掘條件設置，在工作面所在巷道內設置監測分站并連接安裝拾振器、風速傳感器、甲烷濃度傳感器和聲光報警器；

步驟二.安裝后對地面中心站、控制主機、網絡交換機、監測分站、拾振器、風速傳感器、甲烷濃度傳感器和聲光報警器進行調試，確保正常工作，連接地面中心和GPS時鐘，連接地面中心和遠端大數據分析服務平臺；

步驟三.通過控制主機設定地面中心站的數據分析模塊中的參數，包括：時間的長度m和n，微震事件的滑動平均初始臨界值e₁、偏離率初始臨界值e₂和離散率初始臨界值e₃，瓦斯涌出量的滑動平均初始臨界值e₁’、偏離率初始臨界值e₂’和離散率初始臨界值e₃’，微震事件變化特征的權重w₁和瓦斯涌出量變化特征的權重w₂；

步驟四.啟動采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警系統，拾振器、風速傳感器和甲烷濃度傳感器將監測數據傳輸至地面中心站，地面中心站的數據分析模塊分析處理監測數據，存儲模塊保存監測數據并將監測數據傳輸至遠端大數據分析服務平臺，所述預警模塊將預警信息通過網絡交換機和監測分站傳輸至聲光報警器。

5.根據權利要求4所述的一種采掘工作面煤與瓦斯突出實時監測預警方法，其特征在于，所述預警模塊的預警信息包括無突出危險、有突出威脅和有突出危險，其中預警模塊發出無突出危險時聲光報警器的報警指示燈顯示綠色，預警模塊發出有突出威脅時聲光報警器的報警指示燈顯示黃色，預警模塊發出有突出危險時聲光報警器的報警指示燈顯示紅色并啟動揚聲器。