1.一種基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,包括:煤層瓦斯地質(zhì)圖編輯模塊、數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、服務(wù)器;
煤層瓦斯地質(zhì)圖編輯模塊用于繪制煤層瓦斯地質(zhì)圖,繪制瓦斯含量分布圖,通過煤層瓦斯地質(zhì)圖和瓦斯含量分布圖設(shè)置傳感器位置,獲取煤層瓦斯數(shù)據(jù)信息以及煤層應(yīng)力信息;
所述數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊用于將預(yù)警區(qū)域劃分為無沖擊危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)三倍距離的無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū);
所述數(shù)據(jù)采集模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分的區(qū)域,針對無沖擊危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)三倍距離的無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū)中長時(shí)間暴露煤巷四周煤壁面、新暴露煤巷四周煤壁面、工作面新暴露煤壁面、落煤采集瓦斯數(shù)據(jù)信息;
所述數(shù)據(jù)采集模塊包括:溫度傳感器、濕度傳感器、瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、風(fēng)量傳感器、感光傳感器、處理器、報(bào)警器、通信傳輸模塊;服務(wù)器與數(shù)據(jù)采集模塊的通信連接采用有線和無線雙重冗余的方式連接;
溫度傳感器、濕度傳感器、瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、風(fēng)量傳感器、報(bào)警器、通信傳輸模塊分別與處理器連接,溫度傳感器、濕度傳感器、瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、感光傳感器、風(fēng)量傳感器分別用于將采集的溫度、濕度、瓦斯量濃度、一氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)量、感光量傳輸給處理器,處理器將上述數(shù)據(jù)通過通信傳輸模塊傳輸給服務(wù)器;
所述處理器還用于當(dāng)煤礦井下瓦斯的濃度達(dá)到5%~16%、氧氣的濃度>12%,溫度在大于 30°時(shí),處理器控制報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息;當(dāng)井下瓦斯?jié)舛葹?0.5%時(shí),感光傳感器感應(yīng)光亮大于預(yù)設(shè)值時(shí),處理器控制報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息;當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)的溫度高于25°時(shí),處理器控制報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信息;
一氧化碳傳感器設(shè)在大巷、采區(qū)巷道、煤層、回采工作面、掘進(jìn)工作面位置,懸掛在巷道頂板順風(fēng)的位置,距離頂板不小于0.3m;
抽氣裝置用于將井下的空氣抽至地面,通過氣相色譜儀對抽至地面的井下空氣進(jìn)行分析,分析氣體組分和濃度,并將分析的氣體組分和濃度發(fā)送至服務(wù)器;
所述服務(wù)器用于通過與數(shù)據(jù)采集模塊通信連接,獲取井下環(huán)境信息,并對井下環(huán)境信息,從數(shù)據(jù)角度同時(shí)整合溫度、濕度、瓦斯量濃度、一氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)量、感光量,通過線路、表格、圖形的展現(xiàn)形式進(jìn)行有機(jī)整合,整理形成系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)信息,按照時(shí)間段形成一系統(tǒng)報(bào)告,通過梯形圖、或曲線圖、或圖表,通過對數(shù)據(jù)的可視化管理,讓所有數(shù)據(jù)關(guān)鍵參數(shù)醒目地投射到服務(wù)器的顯示屏上,幫助用戶了解井下狀況,對井下跟蹤管理;
還用于將井下得到的各類原始數(shù)據(jù)信息與預(yù)設(shè)的閾值以及往期的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,當(dāng)前數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)的閾值或者與往期數(shù)據(jù)相比超出往期數(shù)據(jù)時(shí),進(jìn)行報(bào)警提示,將報(bào)警信息形成報(bào)警統(tǒng)計(jì),并存儲(chǔ),同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息、比對信息以及預(yù)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至顯示屏、電腦終端、移動(dòng)終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括:采集數(shù)據(jù)處理模塊,時(shí)間段設(shè)置模塊;
所述采集數(shù)據(jù)處理模塊用于在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi),獲取瓦斯?jié)舛绕骄底鳛閼?yīng)力大小依據(jù),并以一段時(shí)間內(nèi)的瓦斯?jié)舛绕骄?瓦斯?jié)舛纫苿?dòng)平均值的比值作為應(yīng)力特征指標(biāo);
所述時(shí)間段設(shè)置模塊用于根據(jù)采掘過程,設(shè)置預(yù)設(shè)時(shí)間段,預(yù)設(shè)時(shí)間段為1天,10天、20天、30天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
所述服務(wù)器還用于建立數(shù)據(jù)信息平臺(tái),使用戶通過移動(dòng)終端與建立數(shù)據(jù)信息平臺(tái)之間通過WIFI或者zigee或CAN的形式通信連接,共享服務(wù)器存儲(chǔ)井下數(shù)據(jù)信息,對礦井進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境透明化,達(dá)到高效管理目的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
所述服務(wù)器還用于信息系統(tǒng)建設(shè)、信息采集、傳輸、共享效度管理,建立煤礦物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù);對礦井的通風(fēng)系統(tǒng)、采掘系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、防火防塵設(shè)施,對煤礦各類機(jī)電設(shè)備的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)工作進(jìn)行管理;安全監(jiān)測、水文地質(zhì)條件監(jiān)測,對礦井瓦斯、灰塵、濕度、溫度條件信息進(jìn)行監(jiān)測管理;定位導(dǎo)航分析煤礦的支護(hù)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)采集模塊還包括:電子監(jiān)控器、X射線衍射儀、振動(dòng)傳感器;
所述電子監(jiān)控器和X射線衍射儀安裝于井下頂板碳層表面,用于監(jiān)控井下頂板碳層外部大裂痕和內(nèi)部大裂痕,其中X射線衍射儀將拍攝的衍射圖像無線傳輸至服務(wù)器;所述振動(dòng)傳感器安裝于井下頂板碳層表面,用于檢測因采掘或地震而引起的振動(dòng)頻率,當(dāng)檢測出碳層內(nèi)部或外部存在大裂痕或振動(dòng)頻率超出設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)開始報(bào)警,并將大裂痕或振動(dòng)頻率上傳服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
數(shù)據(jù)采集模塊還包括:地音探頭、地音活動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、生產(chǎn)判斷模塊、危險(xiǎn)性評價(jià)模塊;
地音探頭設(shè)置在具有潛在沖擊危險(xiǎn)區(qū)域布置,每個(gè)沖擊危險(xiǎn)區(qū)域布置多個(gè)地音探頭, 探頭安裝在錨桿露頭位置,探頭距離至工作面端頭或掘進(jìn)工作面的迎頭距離≥25m,隨著工作面的推進(jìn),探頭交替向前移動(dòng);
地音活動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊用于實(shí)時(shí)獲取地音探頭監(jiān)測的地音信號,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各探頭每分鐘地音活動(dòng)的能量和頻次;對比監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)探頭每分鐘的地音頻次,選取地音頻次較低的探頭監(jiān)測到能量和頻次作為該分鐘內(nèi)所在監(jiān)測區(qū)域的地音活動(dòng)能量和頻次值;
生產(chǎn)判斷模塊用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)每分鐘的地音活動(dòng)能量和頻次計(jì)算每小時(shí)或每班次地音活動(dòng)的能量和頻次,同時(shí)結(jié)合井下是否生產(chǎn),分別計(jì)算得到生產(chǎn)期間或非生產(chǎn)期間的小時(shí)或班地音能量和頻次異常系數(shù);
危險(xiǎn)性評價(jià)模塊用于選取小時(shí)或班地音能量和頻次異常系數(shù)較大的指標(biāo)值進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性評價(jià)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
所述服務(wù)器包括:地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫、瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測模塊、圖紙編輯模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊、煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測模塊;
地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù);
瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù);
瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測模塊用于維護(hù)和分析現(xiàn)場井下地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)和地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù);并根據(jù)動(dòng)態(tài)預(yù)測方法,進(jìn)行工作面的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測,預(yù)測結(jié)果以曲線的形式顯示,并對工作面瓦斯涌出超限進(jìn)行預(yù)警,分析工作面涌出超限原因,提供治理措施;
圖紙編輯模塊用于對數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分的區(qū)域形成地理圖形,并為用戶提供修改以及錄入功能,將地理圖形數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于儲(chǔ)存處理模塊;
數(shù)據(jù)維護(hù)模塊用于對煤層參數(shù)、瓦斯參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造參數(shù)、瓦斯抽采鉆孔信息的維護(hù)功能,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫中,可實(shí)現(xiàn)多部門信息共享;
煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊用于維護(hù)和動(dòng)態(tài)分析地理圖形中各類等值線數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)保護(hù)層開分析、突出危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測和瓦斯地質(zhì)信息查詢功能;
煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測模塊用于工作面瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測、涌出超限預(yù)警分析、超限原因及治理措施智能分析、涌出量的點(diǎn)線查詢。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工的電氣通信檢測預(yù)警系統(tǒng),其特征在于,
所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括:圖像采集器、圖像編碼器、圖像傳輸模塊;
圖像采集器用于采集無沖擊危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)三倍距離的無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū)的區(qū)域圖像;
圖像編碼器用于對所述區(qū)域圖像壓縮編碼,輸出壓縮區(qū)域圖像;
圖像傳輸模塊用于將壓縮區(qū)域圖像通過防爆交換機(jī)發(fā)送至地面采集裝置,地面采集裝置的交換機(jī)將壓縮區(qū)域圖像發(fā)送至服務(wù)器;
服務(wù)器還包括:圖像解碼器、區(qū)域圖像預(yù)設(shè)模塊、圖像人體處理模塊、區(qū)域圖像處理模塊;
圖像解碼器用于對所述壓縮區(qū)域圖像解碼,獲得所述場景圖像;
區(qū)域圖像預(yù)設(shè)模塊用于設(shè)置區(qū)域圖像的像素灰度閾值、人體灰度上限閾值、人體灰度下限閾值、預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值和預(yù)定最少人員數(shù)量;
圖像人體處理模塊用于對無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū)的區(qū)域圖像進(jìn)行火情分析和人體識別分析,將所述區(qū)域圖像中的各個(gè)像素的灰度值與預(yù)定像素灰度閾值比較,計(jì)算灰度值大于等于預(yù)定像素灰度閾值的像素?cái)?shù)量,將所述區(qū)域圖像中灰度值在人體灰度上限閾值和人體灰度下限閾值之間的像素識別并組成人體目標(biāo)圖像,計(jì)算人體目標(biāo)圖像的數(shù)量;
區(qū)域圖像處理模塊用于在所述瓦斯?jié)舛却笥?%時(shí),發(fā)出瓦斯提示信號,在所述瓦斯?jié)舛却笥?.5%時(shí),發(fā)出瓦斯預(yù)警信號,在所述瓦斯?jié)舛却笥?%時(shí),發(fā)出瓦斯報(bào)警信號,在所述瓦斯?jié)舛却笥?%時(shí),發(fā)出瓦斯瀕臨爆炸信號;在所述像素?cái)?shù)量大于預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí),發(fā)出火情報(bào)警信號,在所述人體目標(biāo)圖像的數(shù)量小于等于預(yù)定最少人員數(shù)量時(shí),發(fā)出現(xiàn)場缺人提示信號;
數(shù)據(jù)顯示模塊用于顯示每個(gè)傳感器的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息,瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)信息,區(qū)域圖像信息,并在接收到瓦斯提示信號、瓦斯預(yù)警信號、瓦斯報(bào)警信號、瓦斯瀕臨爆炸信號、火情報(bào)警信號、現(xiàn)場缺人提示信號時(shí),實(shí)時(shí)顯示與瓦斯提示信號、瓦斯預(yù)警信號、瓦斯報(bào)警信號、瓦斯瀕臨爆炸信號、火情報(bào)警信號、現(xiàn)場缺人提示信號分別對應(yīng)的文字提示信息;在出現(xiàn)瓦斯提示信號、瓦斯預(yù)警信號、瓦斯報(bào)警信號、瓦斯瀕臨爆炸信號、火情報(bào)警信號、現(xiàn)場缺人提示信號時(shí),實(shí)時(shí)顯示與瓦斯提示信號、瓦斯預(yù)警信號、瓦斯報(bào)警信號、瓦斯瀕臨爆炸信號、火情報(bào)警信號、現(xiàn)場缺人提示信號時(shí),顯示對應(yīng)的區(qū)域位置,并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到維修維護(hù)人員的電腦終端、移動(dòng)終端。