[發(fā)明專利]基于全礦井?dāng)?shù)據(jù)融合的礦井水災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110344891.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN112796838B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫繼平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18;E21B47/04;E21B47/00;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于全礦井?dāng)?shù)據(jù)融合的礦井水災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)的設(shè)備包括：水流流速監(jiān)測設(shè)備、巷道水位監(jiān)測設(shè)備、水倉水位監(jiān)測設(shè)備、排水量監(jiān)測設(shè)備、聲音監(jiān)測設(shè)備、圖像監(jiān)測設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理單元、報(bào)警顯示單元；

所述水流流速監(jiān)測設(shè)備和巷道水位監(jiān)測設(shè)備放置在礦井的巷道內(nèi)，用于采集礦井巷道中涌水表面流速和涌水水位的數(shù)據(jù)；

在礦井內(nèi)所有向地面排水的水倉放置水倉水位監(jiān)測設(shè)備，用于采集水倉水位數(shù)據(jù)；

在礦井內(nèi)向地面排水的所有排水泵上安裝排水量監(jiān)測設(shè)備，用于采集水泵的排水流量數(shù)據(jù)；

所述傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸；所述傳輸網(wǎng)絡(luò)包括分站、交換機(jī)、通信線纜；所述水流流速監(jiān)測設(shè)備、巷道水位監(jiān)測設(shè)備、水倉水位監(jiān)測設(shè)備、排水量監(jiān)測設(shè)備、聲音監(jiān)測設(shè)備、圖像監(jiān)測設(shè)備通過通信線纜或無線通信方式連接所述分站進(jìn)行通信；所述分站、數(shù)據(jù)處理單元、報(bào)警顯示單元通過通信線纜連接所述交換機(jī)；

所述數(shù)據(jù)處理單元負(fù)責(zé)接收所有水流流速監(jiān)測設(shè)備、巷道水位監(jiān)測設(shè)備、水倉水位監(jiān)測設(shè)備、排水量監(jiān)測設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，且接收聲音監(jiān)測設(shè)備和圖像監(jiān)測設(shè)備分別發(fā)送的聲音或圖像異常的通信數(shù)據(jù)，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，依據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果是否符合設(shè)定報(bào)警條件進(jìn)行礦井水災(zāi)報(bào)警判定，當(dāng)判定到礦井水災(zāi)報(bào)警，根據(jù)水災(zāi)類型確定水災(zāi)警戒級(jí)別，并向所述報(bào)警顯示單元發(fā)送顯示數(shù)據(jù)；

所述報(bào)警顯示單元負(fù)責(zé)顯示流量和水位數(shù)據(jù)，并受數(shù)據(jù)處理單元控制發(fā)出水災(zāi)聲光報(bào)警信號(hào)；

礦井水災(zāi)報(bào)警類型包括礦井涌水量報(bào)警、礦井涌水增量報(bào)警、巷道涌水量報(bào)警、巷道涌水增量報(bào)警、巷道水位報(bào)警、巷道水位增量報(bào)警、巷道涌水流速報(bào)警、巷道涌水流速增量報(bào)警、聲音監(jiān)測報(bào)警、圖像監(jiān)測報(bào)警；

礦井涌水量報(bào)警分為二級(jí)，判定條件為：

(1)當(dāng)時(shí)，判定為礦井涌水量二級(jí)報(bào)警；當(dāng)時(shí)，判定為礦井涌水量一級(jí)報(bào)警；式中T為設(shè)定的監(jiān)測時(shí)間長度，N為礦井中向地面排水的水泵的總數(shù)，Q_Bi為第i個(gè)水泵已知的排水流量、t_Bi為測定的第i個(gè)水泵的工作時(shí)間長度，M為礦井中向地面排水的水倉的總數(shù)，S_j為第j個(gè)水倉的面積，ΔC_Hj為第j個(gè)水倉在T時(shí)間的水位變化量，ΔC_Hj＝C_H2j-C_H1j，C_H1j、C_H2j分別為監(jiān)測時(shí)間T的起始和終止時(shí)刻該水倉的水位數(shù)據(jù)，Q_K2、Q_K1為礦井涌水量報(bào)警門限，Q_K2＜Q_K1；

(2)當(dāng)時(shí)，判定為礦井涌水量二級(jí)報(bào)警；當(dāng)時(shí)，判定為礦井涌水量一級(jí)報(bào)警；式中T為設(shè)定的監(jiān)測時(shí)間長度，K為礦井巷道的總數(shù)，t為數(shù)據(jù)采集間隔時(shí)間，n為監(jiān)測時(shí)間T內(nèi)數(shù)據(jù)采集的次數(shù)，L_i為第i個(gè)巷道的寬度，V_ij、H_ij分別為第i個(gè)巷道第j次采集的涌水平均流速、涌水水位；

(3)當(dāng)滿足且連續(xù)持續(xù)時(shí)間超過T_HH，或滿足且監(jiān)測到聲音或圖像監(jiān)測報(bào)警，判定為礦井涌水量二級(jí)報(bào)警；當(dāng)滿足且連續(xù)持續(xù)時(shí)間超過T_HH，或滿足且監(jiān)測到聲音或圖像監(jiān)測報(bào)警，判定為礦井涌水量一級(jí)報(bào)警；式中V_i、H_i分別為實(shí)時(shí)的第i個(gè)巷道的涌水平均流速、涌水水位，T_HH為設(shè)定時(shí)間長度。