[發明專利]基于數據融合的礦井爆炸報警系統

有效

• 申請號: 202110378825.7
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113047908B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 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;G01D21/02
• 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數據融合的礦井爆炸報警系統，所述礦井爆炸報警系統主要設備包括數據采集設備、傳輸網絡、數據處理單元、報警顯示單元，所述數據采集設備放置在采煤工作面、掘進工作面、臨近工作面的巷道口和巷道，用于采集溫度數據、氧氣濃度數據、二氧化碳濃度數據、一氧化碳濃度數據、空氣壓力數據等，數據處理單元通過，對接收的數據進行處理，判定是否存在數據異常、依據數據異常是否符合設定報警條件進行礦井爆炸報警判定，并依據礦井爆炸報警區域內的數據采集設備發送的數據變化特征判定爆源。所述系統的設計兼具快速性和準確性，可有效防止漏報和誤報，為災后應急救援提供可靠依據，減少災害造成的人員傷亡。

技術領域

本發明涉及基于數據融合的礦井爆炸報警系統，該系統涉及數據處理技術、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，尚無爆炸災害自動報警功能。溫度、煙霧等傳感器用于火災監測，無法進行爆炸監測。爆炸發生后環境中存在有害氣體，人員滯留時間越長，死亡概率越高。因此，盡早發現事故，盡早撤出遇險人員，是減少事故人員傷亡的有效措施。目前，煤礦瓦斯和煤塵爆炸事故發現和報警主要靠人工完成，存在發現晚、上報時間長、響應慢等問題。特別是當事故現場人員全部遇難，將不能及時發現事故。因此，急需礦井爆炸自動報警方法與系統，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數據融合的礦井爆炸報警系統，利用與多種傳感器全面監測礦井爆炸的實時與次生特有特征，實現對礦井爆炸的報警。所述系統的設計兼具快速性和準確性，可有效防止漏報和誤報，為災后應急救援提供可靠依據，減少災害造成的人員傷亡。

所述礦井爆炸報警系統的設備包括：數據采集設備、傳輸網絡、數據處理單元、報警顯示單元；所述數據采集設備包括溫度監測設備、氧氣濃度監測設備、二氧化碳濃度監測設備、一氧化碳濃度監測設備、空氣壓力監測設備、紫外監測設備、紅外監測設備、風速監測設備、風向監測設備、煙霧監測設備、甲烷濃度監測設備、氫氣濃度監測設備、水蒸氣監測設備、粉塵濃度監測設備、聲音監測設備、圖像監測設備、微震監測設備。

所述數據采集設備放置在采煤工作面、掘進工作面、臨近工作面的巷道口和巷道，用于采集溫度數據、氧氣濃度數據、二氧化碳濃度數據、一氧化碳濃度數據、空氣壓力數據、紫外線監測數據、紅外線監測數據、風速數據、風向數據、煙霧監測數據、甲烷濃度數據、氫氣濃度數據、水蒸氣數據、粉塵濃度數據、爆炸音監測數據、爆炸圖像監測數據、微震監測數據。

所述傳輸網絡負責系統的數據傳輸；所述傳輸網絡包括分站、交換機、通信線纜；所述數據采集設備通過通信線纜或無線通信方式連接所述分站進行通信；所述分站、數據處理單元、報警顯示單元通過通信線纜連接所述交換機。

所述報警顯示單元負責顯示數據采集設備采集的數據，并受數據處理單元控制發出爆炸聲光報警信號；

所述數據處理單元負責接收所有數據采集設備發送的數據，對接收的數據進行處理，判定是否存在數據異常、依據數據異常是否符合設定報警條件進行礦井爆炸報警判定，向所述報警顯示單元發送顯示數據，并依據礦井爆炸報警區域內的數據采集設備發送的數據變化特征判定爆源；

所述數據異常包括溫度異常、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、風速異常、風向異常、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；