[發(fā)明專利]基于數(shù)據(jù)融合的礦井爆炸報警系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110378825.7
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113047908B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫繼平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于數(shù)據(jù)融合的礦井爆炸報警系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)設(shè)備包括：數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理單元、報警顯示單元；所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括溫度監(jiān)測設(shè)備、氧氣濃度監(jiān)測設(shè)備、二氧化碳濃度監(jiān)測設(shè)備、一氧化碳濃度監(jiān)測設(shè)備、空氣壓力監(jiān)測設(shè)備、紫外監(jiān)測設(shè)備、紅外監(jiān)測設(shè)備、風(fēng)速監(jiān)測設(shè)備、風(fēng)向監(jiān)測設(shè)備、煙霧監(jiān)測設(shè)備、甲烷濃度監(jiān)測設(shè)備、氫氣濃度監(jiān)測設(shè)備、水蒸氣監(jiān)測設(shè)備、粉塵濃度監(jiān)測設(shè)備、聲音監(jiān)測設(shè)備、圖像監(jiān)測設(shè)備、微震監(jiān)測設(shè)備；

所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備放置在采煤工作面、掘進(jìn)工作面、臨近工作面的巷道口和巷道，用于采集溫度數(shù)據(jù)、氧氣濃度數(shù)據(jù)、二氧化碳濃度數(shù)據(jù)、一氧化碳濃度數(shù)據(jù)、空氣壓力數(shù)據(jù)、紫外線監(jiān)測數(shù)據(jù)、紅外線監(jiān)測數(shù)據(jù)、風(fēng)速數(shù)據(jù)、風(fēng)向數(shù)據(jù)、煙霧監(jiān)測數(shù)據(jù)、甲烷濃度數(shù)據(jù)、氫氣濃度數(shù)據(jù)、水蒸氣數(shù)據(jù)、粉塵濃度數(shù)據(jù)、爆炸音監(jiān)測數(shù)據(jù)、爆炸圖像監(jiān)測數(shù)據(jù)、微震監(jiān)測數(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、通信線纜；所述數(shù)據(jù)采集設(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、報警顯示單元通過通信線纜連接所述交換機；

所述數(shù)據(jù)處理單元負(fù)責(zé)接收所有數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判定是否存在數(shù)據(jù)異常、依據(jù)數(shù)據(jù)異常是否符合設(shè)定報警條件進(jìn)行礦井爆炸報警判定，向所述報警顯示單元發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，并依據(jù)礦井爆炸報警區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)變化特征判定爆源；

所述報警顯示單元負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并受數(shù)據(jù)處理單元控制發(fā)出爆炸聲光報警信號；

所述數(shù)據(jù)異常包括溫度異常、氧氣異常、二氧化碳異常、一氧化碳異常、壓力異常、紫外異常、紅外異常、風(fēng)速異常、風(fēng)向異常、煙霧異常、甲烷異常、氫氣異常、水蒸氣異常、粉塵異常、聲音異常、圖像異常、震動異常；

所述壓力異常的判定條件為以下條件的任意一種：

(1)滿足P_t≥P_M；式中P_t為任意時刻t采集的空氣壓力數(shù)據(jù)，P_M為設(shè)定閾值；

(2)滿足P_t-P_S≥P_Z1；式中P_Z1為設(shè)定閾值，P_S為巷道平均壓力；

(3)滿足P_T0-P_t≥P_Z2；P_T0為從t時刻起延后設(shè)定時間長度T₀所采集的空氣壓力數(shù)據(jù)，P_Z2為設(shè)定閾值；

(4)滿足P_t-P_S≥P_Z3，P_T1-P_S≥P_Z3且P_T2-P_s≤P_Z4；式中P_T1、P_T2分別為從t時刻起延后設(shè)定時間長度T₁、T₂所采集的空氣壓力數(shù)據(jù)，T₂＞T₁，P_Z3、P_Z4為設(shè)定閾值，P_Z3＞P_Z4；

(5)滿足式中n為設(shè)定監(jiān)測時間T內(nèi)數(shù)據(jù)采集的次數(shù)，P_i為第i次采集的空氣壓力數(shù)據(jù)，P_M1為設(shè)定閾值；

礦井爆炸報警分為三級，礦井爆炸三級報警的判定條件為滿足以下條件的任意一種：

(1)在設(shè)定時間長度T_C1內(nèi)監(jiān)測到壓力異常和溫度異常；

(2)在設(shè)定時間長度T_C1內(nèi)監(jiān)測到聲音異常和溫度異常；

(3)在設(shè)定時間長度T_C1內(nèi)監(jiān)測到微震異常和溫度異常；

礦井爆炸二級報警的判定條件為，在設(shè)定時間長度T_C2內(nèi)監(jiān)測到礦井爆炸三級報警且監(jiān)測到氧氣異常和二氧化碳異常；

礦井爆炸一級報警的判定條件為，在設(shè)定時間長度T_C3內(nèi)監(jiān)測到礦井爆炸二級報警且監(jiān)測到一氧化碳異常、紫外異常、紅外異常、風(fēng)速異常、風(fēng)向異常、煙霧異常、甲烷異常、氫氣異常、水蒸氣異常、粉塵異?；驁D像異常。